从医院出来后,无忧还是要去上课了,第2天的闹钟将她吵醒,她拖着疲惫的身躯洗漱完毕后出门。
啊,实验课啊。
“密立根油滴实验是一个经典的物理实验,是美国物理学家密立根在 1907 年到 1913 年间在哥伦比亚大学所做的一项实验。在这个实验中,油滴在电场中受到重力和电力的作用,通过测量油滴的运动轨迹和电量,可以确定电子的电荷量,即基本电荷量。
实验过程中,先将油滴喷到水平放置的电容器极板之间,通过显微镜观察油滴的运动情况。当电压足够大时,油滴会在电场力的作用下向上运动,当电压足够小时,油滴会向下运动。通过测量油滴运动的时间和距离,可以计算出油滴所受到的电场力,从而计算出油滴所带的电荷量。
通过多个油滴的实验,密立根得到了一组数据,这些数据表明电子的电荷量是一个固定的值,即基本电荷量。这项研究为量子力学的发展奠定了基础,并为电荷的量子化提供了重要的证据。
密立根油滴实验是一个经典的物理实验,展示了物理学中的基础概念和技术手段,具有重要的教育和科学价值。”
“弗兰克·赫兹实验是一个经典的物理实验,由德国物理学家弗兰克与赫兹在 1914 年进行。这个实验证明了原子内部的能量是量子化的,并提供了原子能级的证据。
实验中,利用一个弗兰克-赫兹管(F下发邮件管),弗兰克-赫兹管包含两个电极,一个加热的灯丝和一个收集电子的屏极。当灯丝被加热到足够高的温度时,它会发射电子。这些电子经过弗兰克-赫兹管中的加速电场,然后撞击到一个汞原子上。这样的碰撞会导致汞原子的激发,使得它们发射出光子。通过测量这些光子的能量,可以确定汞原子的能级。
实验结果表明,原子的能级是不连续的,即原子内部的能量是量子化的。这些结果为量子力学的发展奠定了基础,并为研究原子和分子的结构提供了重要的工具。
弗兰克·赫兹实验是一个经典的物理实验,展示了物理学中的基础概念和技术手段,具有重要的教育和科学价值。
加速电子的方法有很多种,但在弗兰克赫兹实验中,常用的是通过在真空中对电子通以适当大小的电压来获得所需的能量。根据经典电磁学理论,加速电压与电子获得的动能成正比,因此通过改变加速电压的大小可以控制电子的能量。
在实际实验中,需要使用一个电子枪来产生电子束,并将其导入到一个真空腔中。在真空腔中,设置了两个金属电极,其中一个电极接地,另一个电极上施加加速电压。电子在经过加速电极时会获得能量,并在两个电极之间形成一个电流。通过测量这个电流的大小,可以确定电子的能量分布。
此外,还可以使用其他的加速器,例如直线加速器和回旋加速器等,来加速电子并获得更高的能量。这些加速器在高能物理、材料科学等领域中得到了广泛的应用。”
“光泵磁共振(Optical Pumping Magnetometry, OPM)是一种原子或分子磁矩的探测方法。该方法通过利用光与原子或分子互动的方式来控制原子或分子的磁矩取向。通过测量这种磁矩取向的变化,可以得到关于原子或分子特性的信息。
具体地,OPM 使用一束激光来照射原子或分子。根据激光的偏振态和频率,可以选择控制哪些能级上的原子或分子被激发,并最终导致它们的磁矩取向的变化。这个过程被称为光抽运。
接下来,使用一个高灵敏度的磁力计来测量原子或分子磁矩的变化。这种磁力计通常使用超导量子干涉仪(Superconducting Quantum Interference Device, SQUID)或者其他类似的技术来实现极高的灵敏度。
最后,通过对实验数据的分析,可以得到关于原子或分子特性的信息,例如能级结构、g 因子、弛豫时间等等。OPM 是一种非常灵敏的技术,已经被广泛用于研究原子核磁矩、固体中的自旋动力学、化学反应动力学等领域。”
“能级分裂,能级精细结构,能级分裂再分裂,自旋角动量,轨道角动量,外加磁场,普朗克常量……这些都是什么跟什么,我怎么可能看得懂?天!我看不懂,还缺了几天课,更难受了。”
无忧自言自语,又没有办法不接受眼前的事实,就是这一堆公式以及能级分裂图,对现在的她而言是十分陌生的。
“你学过的,你该记起,你该记得。”她揪着头发,试图强迫自已想起些什么。
“玻尔兹曼分布是描述经典统计力学中,粒子在一个给定的热力学系统内如何分布的函数。它描述了在一定能量范围内,粒子的分布概率与能量的关系。
玻尔兹曼分布可以表示为如下形式:
P(E) = Z(β)−1 exp(-βE)
其中,Z(β)是一个归一化常数,使得 P(E)在整个能量范围内的积分等于 1,β是系统的热力学温度。
玻尔兹曼分布的含义是,在一个给定温度的系统中,一个粒子的能量 E 是一个随机变量,粒子的分布概率 P(E)与 E 的关系服从一个指数函数形式。也就是说,在高能量处,粒子的分布概率较低,而在低能量处,粒子的分布概率较高。这种分布反映了热力学系统中的能量平衡和粒子的热运动。
玻尔兹曼分布是统计力学中非常重要的一个概念,它在很多领域中都有广泛的应用,例如热力学、化学、物理学、生物学等。”
“啊对,是玻尔兹曼分布,还有光抽运效应,嗯,不对,这好像是书里面的内容。呃……就是。”
无忧一面翻着书,迎面给自已醒神,却发现神又不知道走到哪里去了,反正也拉不回来,留着它飘着吧。
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