제만 효과 실험

1) 제만 효과 실험 K6650

- 제만 효과 실험에서는 원자 스펙트럼이 외부 자기장에 노출될 때 나타나는 스펙트럼 선의 분리를 확인하고 원리를 이해할 수 있다.
제만 효과(Zeeman Effect)

원자나 분자의 선 스펙트럼 중 일부가 외부 자기장에 의해 여러 개의 선으로 분리되는 현상을 제만 효과라고 한다. 대부분의 원자는 같은 에너지를 갖는 원자들도 서로 다른 원자 궤도를 가지고 있다. 따라서 에너지가 같기 때문에 다른 원자 궤도로의 전이가 일어나도 하나의 스펙트럼 선만 나타나는 경우가 있다. 하지만 같은 에너지를 갖는 원자들에게 외부 자기장을 걸어주면 양자수에 따라 각각의 전자에 다른 영향을 받기 때문에 원자 궤도의 에너지에 차이가 나타나게 된다. 즉, 같은 에너지를 갖고 있던 각각의 원자 궤도는 외부 자기장에 의해 서로 다른 에너지를 갖게 된다. 제만 효과는 전자의 스핀에 따라 정상 제만 효과(normal Zeeman effect)와 비정상 제만 효과 (anomalous Zeeman effect)로 나누어진다.
  - 정상 제만 효과: 외부 자기장과 궤도 자기 운동량 사이의 상호작용에 의해 나타난다.
  - 비정상 제만 효과: 외부 자기장과 궤도 운동량, 자기 운동량(전자 스핀) 사이의 상호작용에 의해 나타난다.
 
이 실험에서 사용되는 제만 효과 실험 장치(HO-ED-S-04A)는 다음과 같은 특징을 가지고 있다.
  - 실험에 사용되는 저압 수은 랩프는 가변 전류 전자석 내부에 위치해 있다.
  - 빛은 원하는 파장을 중심으로 협대역 간섭 필터를 통과하여 Fabry-Perotetalon으로 들어간다.
  - 서로 다른 파장의 순서로 강한 유입 방사선을 전송하는 두 개의 반사 병렬 플레이트가 있다.
  - 간섭 패턴을 보고 기록하는데 사용되는 영상촬영 시스템이 있다. PC에 직접 연결하여 간섭 패턴을 모니터하고 원하는 사진을 저장할 수 있는 USB 2.0카메라를 사용할 수 있다.