El documento analiza el efecto Zeeman en el gas de hidrógeno utilizando un imán de neodinio y el software Logger Pro, demostrando la división de líneas espectrales. Se discute la historia del efecto y su importancia en la verificación de conceptos como el momento angular del spin. Además, se presentan equipos y arreglos experimentales utilizados para observar el fenómeno.

1. Análisis del efecto Zeeman
F3006 Fı́sica Moderna
Estefany Tovar A01137230
Braulio Ramı́rez A01096234
Abraham Prado A01213521
Moisés Moscoso A00806738
Bajo la supervisión de Carlos Manuel
Hinojosa y Rodolfo Rodrı́guez Y. Masegosa
Resultados principales
Se comprueba la división de lı́neas espectrales del gas de hidrógeno del
efecto de Zeeman usando un imán de Neodinio y el software Logger-Pro.
Se muestran además las ecuaciones que modelan el fenómeno del efecto
Zeeman
Introducción
El efecto Zeeman es la división de las lı́neas del espectro central dentro de
un campo magnético. El caso más simple es la división en tres lı́neas centrales
llamado efecto Zeeman. El efecto Zeeman es estudiado usando una lámpara
espectral de Hidrógeno.
Material
• Lámpara de Hidrógeno
• Soportes del tubo.
• Fuente de voltaje y corriente
• Electroimán e imán de Neodinio
• Analizador y Polarizador
• Software Logger-Pro y SpectroVis
Importancia histórica
En 1917 T.E.Phipps y J.B.Taylor repitieron el experi-
mento de Stern-gerlach usando un rayo de átomos de
hidrógeno. Este experimento era de especial importan-
cia porque las predicciones teóricas habı́an tenido un
buen resultado con un electrón en el modelo del átomo
de hidrógeno. No se esperaba que pasara una división
ya que el momento magnético serı́a igual a cero, pero
se notaron de nuevo la división en dos componentes.
Su aparición en el experimento Stern-Gerlach verificó
el concepto de espacio cuantizado y que el momento
angular del spin existe.
Figure 1: Efecto Zeeman esquemático del hidrógeno
Arreglo
Se usó un imán de neodinio de 1.5 T. Además se colocó un polarizador y
un retardador para observar de modo selectivo lı́neas separadas. El arreglo
utilizado se muestra a continuación:
Figure 2: Primer Arreglo
Se usó un electroimán de 400 vueltas , con corriente de 3 A y longitud de 0.1
m. Además se uso el software Logger Pro para obtener las curvas de emisión
del hidrógeno.
Figure 3: Arreglo con electroimán
.
Estimaciones
El espectro de hidrógeno visible se muestra a
continuación:
Figure 4: Gráficas de intensidad sin efecto Zeeman
El espectro de hidrógeno visible bajo el efecto de un
campo magnético externo se muestra a continuación:
Figure 5: Gráficas de intensidad con efecto Zeeman con retardador
Para el cálculo del campo magnético se uso:
~
B = µ0
N
l
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Bibliografı́a
[1] A. C. Melissinos and J. Napolitano, Experiments in Modern Physics,2nd Ed. Aca-
demic Press, New York, 2003.
[2] David Park, Introduction to the Quantum Theory, McGraw Hill, 1974.