Versuch
Info
Transversale Beobachtung des Linientripletts, longitudinale Beobachtung des Liniendubletts und Bestimmung des jeweiligen Polarisationszustands an der roten Spektrallinie von Cadmium.
Vorbereitungsdauer: 1.0 TageSicherheitszeichen:
Beschreibung
Die rote Spektrallinie \(\lambda _{0}=643,8\,\text{nm}\) rührt vom Übergang \(^{1}\text{D}_{2}\rightarrow\ ^{1}\text{P}_{1}\) her.
Hinweise zur Versuchsdurchführung:
Die elektrischen Zuleitungen an der Cadmiumlampe sowie die Widerstände der Zündelektroden sind frei zugänglich und sollen nicht berührt werden.
Bei eingeschaltetem Magnetstrom nicht mit losen ferromagnetischen Gegenständen in der Nähe der Cadmiumlampe hantieren, da diese mit großer Kraft angezogen werden und den Quarzkolben der Cadmiumlampe beschädigen können.
Nach dem Einschalten der Cadmiumlampe 5 min bis zur hinreichend starken Lichtemission warten.
Soll das Interferenzringmuster sowohl in transversaler als auch in longitudinaler Konfiguration beobachtet werden, so ist der komplette Cadmiumlampenaufbau mit den Polschuhen auf dem Reiterfuß mit Gewinde um 90° zu drehen.
a) Beobachtung in transversaler Konfiguration:
Man beobachtet das Interferenzringmuster zunächst ohne Magnetfeld (I = 0 A). Dann wird der Spulenstrom langsam erhöht, bis die aufgespalteten Ringe deutlich voneinander getrennt sind. Eine Stromstärke von 3 A erzeugt eine magnetische Flussdichte von etwa 300 mT. Zur Unterscheidung zwischen π- und σ-polarisierten Komponenten stellt man einen Polarisationsfilter in den Strahlengang. In 90°-Stellung verschwinden die beiden äußeren σ-Komponenten der Triplettstruktur und in 0°-Stellung verschwindet die mittlere (unverschobene) π-Komponente.
b) Beobachtung in longitudinaler Konfiguration:
Man beobachtet das Interferenzringmuster zunächst ohne Magnetfeld und erhöht den Spulenstrom dann langsam auf etwa I = 3 A. Da parallel zur Richtung des Magnetfelds zirkular polarisiertes Licht abgestrahlt wird, benötigt man zum Nachweis nun zusätzlich eine λ/4-Platte. Diese wird zwischen Cadmiumlampe und Polarisationsfilter gestellt und auf 0° gedreht. Nun dreht man den Polarisationsfilter auf +45° bzw. −45°, bis jeweils eine der beiden Dublettkomponenten verschwindet.
Hinweise zum Aufbau:
Den Quarzkolben der Cadmiumlampe niemals mit bloßen Händen anfassen, da dieser nach Ablagerung von Hautfett bei Erwärmung zerstört wird.
Vor Einschalten des Magnetstroms kontrollieren, ob die Polschuhe fest angeschraubt sind.
Aufbau nach Leybold: LD-Didactic / Exp P6.2.7.3
Anleitung zum Versuch: Siehe unter "Dateien"
Max. Magnetfeldstärke: 0,75 T bei 10 A (siehe Diagramm unter "Dateien")
Technische Daten des Fabry-Perot-Etalons von Leybold 471 221:
Durchmesser: 25 mm
Dicke: 4 mm
Reflexionskoeffizient: 0,85
Wellenlänge: 644 nm
Ebenheit: 32 nm (λ /20)
Material: Suprasil
Brechungsindex: 1,457
Auflösungsvermögen: ca. 400.000