Cuaderno 7 Laboratorio Moderna Efecto Zeeman

 

Cuaderno Informe 7 sábado, 3 de ab abri rill de de 20 2021

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Efecto Zeeman

Objetivos •

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Observar el Efecto Zeeman normal en Cd. Medir el cambio en longitud lo ngitud de onda. A partir de ahí, medir el campo magnético. Observar el Efecto Zeeman anómalo.

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Medir las posiciones de las líneas espectrales que surgen por el campo magnético. Interpretar el patrón de líneas. Marco teórico En el siglo XIX ya se conocían las líneas espectrales. Con esto surgen distintos modelos atómicos, como el modelo de Bohr. Lo bueno de estos modelos es que permiten cuantizar las líneas de estado de los electrones. Con el tiempo entendemos los diferentes estados cuánticos y la transición entre estos produce o requiere energía, disipada por medio de luz. •

Sin embargo, a finales del siglo XIX, se realizaron varios vario s descubrimientos. Entre ellos el efecto Zeeman. Se tiene dos tipos de efectos. El efecto Zeeman normal, donde ve las consecuencias de un campo magnético dentro de las líneas espectrales, es decir los estados cuánticos. Por otro lado, el efecto Zeeman anómalo, se tiene en cuenta el spin del electrón. Teniendo en cuenta los distintos estados ccuanticos y las transiciones que pueden ocurrir, es que entendemos que el campo mágnetico puede cambiar la energía requerida para realizar una transición de estado. Por lo que se esperaría ver nuevas líneas espectrales cercanas a la línea sin campo magnético. Se esperaría ver algo similar a esto.

Se puede ver que el campo magnético aumenta En cambio, al tener en cuenta el spin, podemos ver como aumenta mucho más las líneas espectrales Visualizadas. el número de lineas espectrales visualizadas.

 

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Montaje Experimental abri rill de de 20 2021 sábado, 3 de ab

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Usamos otra véz Espartaco del experimento del espectro de hidrogeno y deuterio.

Sin embargo, no es la misma configuración. Ahora usamos una celda de cadmio

Montaje Efecto Zeeman Normal Se instala la lámpara de Cadmio con el electroimán. Configuramos Espartaco para obtener el rango con la línea roja del cadmio.

Una vez, calibrado se enciende el electroimán y tomamos dos espectros de la línea roja, uno en una configuración paralelo al campo magnético y otro perpendicular. Montaje Efecto Zeeman Anómalo Se instala una lámpara de Neón en el electroimán y se toma el espectro pero sin campo magnético. Grabamos el espectro de Argón para calibrar la recolección de datos.

Ahora sí,yse vuelve a encender el electroimán y de igual forma se toman dos espectros, uno en paralelo otro perpendicular.

 

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Investigue y responda las siguientes preguntas: iérc rcol ole es, 17 17 de de mar marzo zo de 2021 mié

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0:2 :22 2

¿En qué consiste el Efecto Zeeman? Es un efecto dado por la división de una línea espectral en varios componentes en presencia de un campo magnético En otras palabras. Si nosotros aplic aplicamos amos un campo magnético, las líneas espectrales (transición) de desdobla(se desplaza) en múltiples líneas estrechamente espaciadas.

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¿Cuál es la diferencia entre el efecto Zeeman "normal" y el efecto Zeeman "anómalo"? Cuando un átomo de hidrogeno se ubica en un campo magnético, sus niveles de energía se desplazan. Esto se denomina "efecto Zeeman normal" En cambio el efecto Zeeman anómalo, es de hecho el mismo efecto pero para el caso específico en que el espín neto del electrón no es cero, lo que altera las mediciones. S e llama anómalo porque cuando se descubrió este efecto no se conocía el espín del electrón. Cuando en el cálculo se incluye el espín de describe como "efecto Zeeman anómalo".

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¿Cómo se puede calcular el campo magnético a partir de ? El campo magnético se puede calcular con la fórmula 7.2 de la guía de laboratorio.

         •

¿Qué son las componentes  y ? Los    son los . Estos se encuentra polarizados paralelamente al campo magnético, Los     son los , polarizados perpendicular al campo magnético.

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¿Cuáles son las reglas de selección?

 =0 o  1 En algunos textos vi \delta L=0 como parte de las reglas de selección. •

¿En qué longitud de onda está la línea roja del cadmio? Esta en la longitud 643.846963nm

 

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¿Cómo es la estructura electrónica de los niveles inicial y final de esta transición? Corresponde a la transición nivel inicial N=2 l=0 Nivel final N=1 l=0

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Historia de la línea roja del cadmio. A nivel del área de física, la línea roja del cadmio fue definida en 1907 por la IAU definieron el Amstrong en términos de esta línea.1 longitud de onda=6438.46963 A Usaremos la línea de Neón con    nm (eso es infrarrojo; averiguar el valor exacto). ¿Cuáles son los números cuánticos de los niveles inicial y final de esta transición? El valor más exacto es de 724,5167nm Corresponde a la transición nivel inicial N=2 l=-1 Nivel final N=1 l=1 S=0 ¿En cuántos subniveles se divide cada uno de estos niveles cuando hay campo magnético? (esto depende del número cuántico "J") En efecto Zeeman normal, se divide en un total de 3 subniveles en paralelo y en perpendicular. En efecto Zeeman anómalo en paralelo se divide en 6 y 4 en perpendicular.

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Diferencia  de energía entre los subniveles. Para la transición de cadmio el diferencia de energía. Es 90.6eV Para el neón es 102 eV

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Factor de Landé (definición y valores para los dos niveles involucrados.

Es constante de proporcionalidad proporcionalidad entre el momento magnétic magnético o de un una sistema y el correspondiente número cuántico. El factor de Lande para la transición de cadmio es 1. En cambio, para la transición del neón, se tiene el factor de Lande=1.5

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Relación entre  y  Son directamente proporcionales

 

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Para demostrar la expresión 7.2 usamos la relación anterior encontrada y la ecuación 7.1

 

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Conclusiones Preliminares sábado, 3 de ab abri rill de de 20 2021

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Se puede ver una separación de las líneas espectrales. Sin embargo, el efecto Zeeman Normal, se ve una división menor en comparación con la división del anómalo. Se puede considerar que la causa es por una mayor diferenciación de estados cuánticos.

 

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Análisis preliminar Thur urssda day, y, Ap Apri rill 8, 8, 202 2021 1 Th

3:14 3: 14 AM

cuaderno 8

   

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