Tuesday, March 9, 2004

再來講一下實驗的東西

再來講一下實驗的東西。

本週做的是Rb原子的飽和吸收光譜。在做吸收光譜時我們以頻率上下掃動的雷射照射一團Rb原子,由量子理論告訴我們當頻率正好為Rb原子的躍遷頻率時,上面之電子會有吸收掉光子自己跳到高能階的可能,量光束之強度即可看出在特定頻率下強度產生凹陷。

然而問題並沒有這麼簡單,考量到原子的熱運動及相對論性都卜勒效應,當原子以速度V相對於雷射源運動時,原子所觀察到的頻率是F'=F(1-V/C),C為光速(這實際上是對V/C的一階近似,不過C超大所以沒差)。若F'恰為原子的躍遷頻率則也有可能躍遷。因此凹陷實際上會暈開糊在一起,導致無法辨識臨近的譜線,這時我們需要飽和吸收光譜的幫忙。

簡單說我們另外打入反方向的一道飽和光,這雖不能阻止它暈開,但對於速度靜止的原子來說兩道光都在它的躍遷頻率上,飽和光導致原子躍遷飽和,探測光強度凹 陷減少,比較沒有飽和光的情況我們就可識別不同的譜線。(觀測時會看到實際上沒有的假譜線,為什麼?提示:假譜線的頻率是任意兩真實譜線的平均)

大概就是這樣。

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