高校近代物理必修核心实验，直观证明了原子具有磁矩、电子自旋与轨道角动量，同时可精确测定电子荷质比、朗德g因子。
GCS-ZM塞曼效应实验
♦ 实验介绍
1896年，荷兰物理学家塞曼发现：在外加匀强磁场作用下，原子发射的光谱谱线会发生分裂，这一现象被命名为塞曼效应。
该实验是近代物理经典实验之一，直观证明了原子具有磁矩、电子自旋与轨道角动量，验证了量子力学理论与空间量子化效应。同时可精确测定电子荷质比、朗德g因子，广泛应用于原子物理、光谱分析、量子光学等领域，是高校近代物理必修核心实验。
塞曼效应实验系统实物图
♦ 知识点
原子磁矩、轨道角动量、自旋角动量、 线偏振光、圆偏振光、法布里–珀罗（F-P）标准具多光束干涉
♦ 涉及课程
工程光学、原子物理学、近代物理、光电检测技术与应用
♦ 实验内容
♦ 原理示意图
左侧没有磁场 右侧是在磁场作用下能级分裂图
♦ 实验效果
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| 能级没分裂干涉图（无磁场） | 能级分裂干涉图（有磁场） |
♦ 指标参数
◊ 电磁铁组件：磁感应强度B≥1.2T，带转座可作360°旋转，磁铁一端中心开孔；磁极间距10mm；磁极端直径Ф10mm； 磁感应强度的不均匀性（Ф10mm）≤5%；电阻值＜6Ω；可旋转范围：0-120°；控制电源输入最大电流值6A。
◊ F-P标准具组件：通光口径φ=30mm，平面度优于λ/30，标准具光学元件采用三等分圆周微调结构；空气隙石英间隙 2mm；中心波长≥546.1nm；高反射带宽100nm；反射膜的反射率＞90%。
◊ 干涉滤光片组件：中心波长546.1 nm，透射带宽≤10 nm，峰值透过率≥80%。
◊ 高压笔型汞灯：工作电压：DC=1500V，采用高压保护接头设计。
◊ 聚光镜组件：镜片类型：胶合镜片，镜片直径φ=40mm，焦距f=150mm。
◊ 定焦镜头：焦距：50mm，相对孔径1:1.4。
◊ 彩色数字相机：400万分辨率，彩色CMOS，靶面尺寸1/1.8″，灵敏度1.6v@550nm/Lux/s,帧率9帧/秒，分辨率2688*1520，USB2.0。
◊ 分析软件模块：包括相机控制、圆环直接测量和计算荷质比等三个主要模块；相机控制包括相机采集、图像读入、图像保存和相机设置，圆环测量包括圆心获取、直径测量，计算荷质比包括参数设置和计算结果展示及导出。
◊ 偏振片组件： 通过孔径Φ50mm，工作波长400-750nm，偏振度300:1；旋转角度0-360度，旋转最小读数1度，包含夹持，支撑系统。
◊ 精密光学导轨：L×W=800mm×100mm，配套一维移动滑块、调节支座、支杆；高精度调节镜架：稳定性 <2′。
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