El documento describe un experimento para medir la constante del magnetón de Bohr usando el efecto Zeeman. Se utilizó una lámpara de cadmio y un interferómetro de Fabry-Perot para observar la división de líneas espectrales bajo diferentes flujos magnéticos. Los resultados se analizaron con software y condujeron a un valor preciso de la constante del magnetón de Bohr.

1. F3006 F´ ısica Moderna
Estefany Tovar A01137230
Braulio Ram´ırez A01096234
An´lisis del efecto Zeeman
a Abraham Prado A01213521
Mois´s Moscoso A00806738
e
Bajo la supervisi´n de Carlos Manuel
o
Hinojosa y Rodolfo Rodr´
ıguez Y. Masegosa
C´lculo de ∆ν
a
Resultados principales
Se c´lcula la constante del magnet´n de Bohr por medio del efecto de
a o
Table 1: C´lculo de la diferencia de n´meros de onda
a
Componente N´mero de anillo
u
u
Estimaciones
Zeeman usando una l´mpara de Cadmio y el interfer´metro de
a o
Fabry-Perot. Se observa adem´s la divisi´n de l´
a o ıneas espectrales y se hacen 1 2 3 4
Las gr´ficas necesarias para medir la constante se
a
an´lisis con software apropiado
a 2
r1,a 2
r2,a 2
r3,a 2
r4,a muestran m´s abajo. Cabe resaltar el compor-
a
a ∆2,1 ∆3,2 ∆4,3 ∆5,4
Introducci´n
o a
1
δa,b
a
2
δa,b
a
3
δa,b
a
4
δa,b
tamiento lineal del campo magn´tico vs la corriente
e
El efecto Zeeman es la divisi´n de las l´
o ıneas del espectro central dentro de 2
r1,b 2
r2,b 2
r3,b 2
r4,b que pasa por el solenoide.
un campo magn´tico. El caso m´s simple es la divisi´n en tres l´
e a o ıneas centrales b ∆b2,1
∆b3,2
∆b4,3
∆b5,4
llamado efecto Zeeman. El efecto Zeeman es estudiado usando una l´mpara a
espectral de Cadmio. El cadmio es irradiado a diferentes flujos de densidad
magn´tico y la divisi´n de l´
e o ıneas de la l´
ınea roja del Cadmio es analizado us- Donde los valores promedio de ∆ y δ se calculan con:
ando el interfer´metro Fabry-Perot. La evaluaci´n de resultados conduce al
o o
valor preciso del magnet´n de Bohr.
o 2
1 2p,2p−1
∆= ∆2p,2p−1 + ∆b
a (4)
4
Material p=1
• L´mpara de Cadmio en tabla rotadora
a 1
2
p
δ= δa,b (5)
• CCD-C´mara de PC
a 4 p=1
Figure 1: Gr´fica de B vs ∆ν y de B vs I
a
• Interfer´metro Fabry-Perot
o
• Lentes de 50 y 300 mm
Arreglo
• Analizador y Polarizador El arreglo utilizado se muestra a continuaci´n:
o Los anillos capturados por la pantalla se muestran a
continuaci´n:
o
• Diafragma de iris
C´lculo de la constante µB
a
El cambio de energ´ se calcula con ∆E = µB B, donde ∆E en el experi-
ıa
mento es:
∆ν
∆E = hc (1)
2
La constante del magnet´n de Bohr queda:
o • Se calibro el campo magn´tico y se determino la relaci´n de corriente y
e o
campo magn´tico usando un sensor de Hall. Se confirmo que existe una
e Figure 2: Anillos con y sin efecto Zeeman
∆ν relaci´n lineal entre el campo magn´tico y el voltaje aplicado.
o e
µB = hc (2)
2B
• Se alinearon los componentes ´pticos, para verificar se encendio la
o
l´mpara de Cadmio y se permitio a que la l´mpara se calentara, luego
a a
La separaci´n de n´mero de onda ∆ν se calcula como:
o u
se apago la luz y se verifico colocando una hoja blanca si la luz pasaba
por el centro de cada componente ´ptico. Se coloca el polarizador con
o
δab ıneas donde ∆m = 0 o ∆m = ±1 Alineaci´n de las
el fin de isolar las l´ o
Bibliograf´
ıa
∆νab = (3)
2t ∆ placas del Fabry-Perot, las placas se hicieron paralelas de tal manera que [1] A. C. Melissinos and J. Napolitano, Experiments in Modern Physics,2nd Ed. Aca-
se alcance la resoluci´n necesaria para observar el efecto de Zeeman.
o demic Press, New York, 2003.
Donde t es el espaciamiento entre las placas del Fabry-Perot (0.28 ± 0.02 cm), [2] David Park, Introduction to the Quantum Theory, McGraw Hill, 1974.
• Se uso el m´todo de reducci´n de arreglo cuadr´tico para analizar los
e o a
datos de la l´
ıneas espectrales.