Expérience Effet Zeeman
Référence : EXP 500 030
L'effet Zeeman a pour origine la subdivision des niveaux d'énergie des atomes ou des molécules plongés dans un champ magnétique. Selon les conditions, les raies spectrales se divisent en un nombre impair de composantes (l'effet est dit "normal") ou bien en un nombre pair (l'effet est dit "anomal" ou "anormal" par simplification lexicale). Ce phénomène est observable à l'œil ou depuis un écran d'ordinateur par l'intermédiaire de la webcam didactique fournie dans ce pack.
EFFET NORMAL
Pour observer l'effet Normal, nous utiliserons la lampe mercure avec un filtre vert pour sélectionner le spectre et n'observer que la raie 546 nanomètres du mercure. En sortie du boîtier Zeeman contenant les bobines et la source spectrale, nous observons donc notre source en dehors de l'axe du champ magnétique, à sa perpendiculaire. Placer en premier lieu un diaphragme, puis un condenseur. Derrière nous placerons l'étalon de Fabry Perrot préalablement réglé, enfin notre filtre vert juste avant de placer notre capteur CCD. Nous n'utiliserons pas pour cette manipulation la lentille objectif du capteur, mais un objectif d'appareil photo afin d'obtenir de meilleurs images. Branchez ensuite l'alimentation et monter doucement en tension jusqu'à observer les anneaux qui se divisent en trois. Pour observer l'effet anomal, nous nous placerons dans l'axe du champ magnétique et nous n'utiliserons pas le diaphragme.
ETUDE DU FABRY PEROT - FINESSE
Pour pouvoir mieux séparer les différents anneaux, il est intéressant qu'ils soient les plus fins possibles. Cela est équivalent à affiner les pics de la courbe précédente, c'est-à-dire à réduire ∆λ par rapport à δλ. Ainsi, un interféromètre de bonne qualité présentera un ∆λ beaucoup plus faible que δλ .
Plus la finesse est importante, plus les anneaux sont fins. Afin d'augmenter cette finesse, il est possible de rendre les surfaces formant la cavité très réfléchissantes.
Ainsi les interféromètre de Fabry-Perot dans le commerce peuvent avoir des finesses valant quelques dizaines voire quelques centaines. En recherche on peut même aller jusqu'à quelques centaines de milliers.
Cette finesse élevée est un atout important de ce type d'interféromètres par rapport à l'interféromètre de Michelson, qui a une finesse de 2.
SUJETS ABORDES
> Modèle atomique de Bohr
> Effet normal et anormal
> Fabry Pérot
> Electron tournant
COMPOSITION
EXP500031 Effet Zeeman (BASE)
| Référence | Désignation | quantité | | POD013550 | Ensemble pour effet Zeeman (Bobines + alimentation+alim Cadmium) | 1 | | POF010112 | Banc d'optique, 1 m | 1 | | POF010124 | Cavalier standard | 6 | | POD061250 | Condenseur double | 1 | | POD060410 | Diaphragme à iris | 1 | | POF020250 | Etalon Fabry Pérot | 1 | | POM052022 | Filtre plastique rouge | 1 | | POD060230 | Support de lame | 1 | | POD608420 | Lentille diam 80 mm, f=+100 mm | 1 | | POD060130 | Support de lentille diam 80 | 1 | | POF010811 | Webcam avec objectif à focale variable | 1 | | POF010815 | Objectif à focale fixe | 1 | | POF010820 | Bague pour objectif | 1 |
COMPOSITION
EXP500030 Effet Zeeman (COMPLET)
| Référence | Désignation | quantité | | POD013550 | Ensemble pour effet Zeeman (Bobines + alimentation+alim Cadmium) | 1 | | POF010112 | Banc d'optique, 1 m | 1 | | POF010124 | Cavalier standard | 6 | | POD061250 | Condenseur double | 1 | | POD060410 | Diaphragme à iris | 1 | | POF020250 | Etalon Fabry Pérot | 1 | | POM052022 | Filtre plastique rouge | 1 | | POD060230 | Support de lame | 1 | | POD608420 | Lentille diam 80 mm, f=+100 mm | 1 | | POD060130 | Support de lentille diam 80 | 1 | | POF010811 | Webcam avec objectif à focale variable | 1 | | POF010815 | Objectif à focale fixe | 1 | | POF010820 | Bague pour objectif | 1 | | POD013553 | Alimentation + ampoule Mercure | 1 | | POM052025 | Filtre plastique vert | 1 |
PC nécessaire pour la Webcam |
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GENIE ELECTRIQUE
QCM
