matlab模拟塞曼图谱,基于MATLAB的塞曼效应数值模拟
第34卷 第 4期 广西物理 GUANGXI PHYSICS 、,01.34 No.4 20l3
基于MATLAB的塞曼效应数值模拟
吴 丰
(华南师范大学物理与电信工程学院,广东 广州 5 10006)
摘 要:通过编写程序,模拟因塞曼效应而形成的谱线。程序采用交互模式编写,即可以通过输入磁场大小,
能级的角量子数、自旋量子数以及总角动量量子数,运行程序后输出谱线图,展示谱线分布情况。
关键词:塞曼效应;跃迁:MATLAB
中图分类号:04.39 文献标识码:A 文章编号:1003-7551(20"13)04-0046-02
1 塞曼效应简介【卜3]
将光源置于足够强的磁场中,原来的一条光谱将分裂为多条,分裂条数与能级类别有关。这种效应称为
塞曼效应,它的原理如下:
设原子的某一能级的能量为E,则在足够强的外磁场 的作用下,原子将获得额外的附加能量
AyE: 8BMg (1)
● D
式 (1)中:玻尔磁子为 /.tB= =9.274×1o-24J.T~,磁量子数为 M : ,J—l,..,一J,朗德 因子为
at.1Lm
。
J(J+1)一L(L+1)+s(s+1)
g +— — — — 一
由式 (1)可知,原子的某一能级在足够强的外磁场作用下,将分裂为(2 +1)个能级,能级间的间距为
B
Bg o
设波长为 的谱线是由原子的上能级E1跃迁到下能级 2所产生,那么有
: 三 (2)
hv=El—E2 (3)
在足够强的外磁场作用下,产生的新谱线 将满足
hvc=(E1+AE1)一( +△ ) (4)
联立方程 (1)~(4)并结合跃迁定则△M =O,±1,可求得产生的所有谱线的波长
: (5)
hc+/.tsB(M~g1一̂ g2)
2 程序代码
B=input(’请输入磁场大d'qT:’);
Ll=input(’请输入 L1:’);
S1=input(’请输入 S1:’);
Jl=input(晴输入J1:’);
L2=input(’请输入 J2:’);
S2=input(’请输入 S2:’);
J2=input(’请输入J2:’);
10=input(’请输入分裂前的谱线波长1/nm.’);
f0=3e8/10*le9;%计算谱线频率
u=9.274e.24:%玻尔磁子
h=6.626e 34:%普朗克常量
收稿日期:2013—07—20
十通讯作者:13710390398@126.com
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基于 MATLAB的塞曼效应数值模拟
gl=l+(J1 (儿+1)-L1 (LI+I)+Sl (Sl+1))/2/J1/(Jl+1);%计算朗德因子
g2=1+(J2 (J2+1)-L2 (L2+1)十S2 (S2+1))/2/J2/(J2+1);
dEO_h·fo:%计算分裂前的能级间距
i=l;
for M l=一J1:J1
for M 2=.J2:J2
if(abs(M1-M2)<=1)%跃迁定则
ddE(i)-u B (M1 gl-M2 g2);%计算分裂后的能级间距
dE(i)=dE0+ddE(i);
f(i)=dE(i)/h;
l(i)=3e8/f(i) le9;%计算谱线波长
i=i+l;
end
end
end
K=i-1;
forj=1:K
x=0:0.01:10;
y=1(j);
plot(x,y,’rt);%作出谱线图
hold on;
ylabel(’谱线波长/nm’);
end
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