TP Effet Zeeman

TP Effet Zeeman

Ce TP permet l’étude expérimentale de l’effet Zeeman, phénomène physique illustrant la division des raies spectrales d’un atome soumis à un champ magnétique. Il permet d’observer à la fois l’effet Zeeman normal et anormal à l’aide d’une installation unique et complète.

Points forts

• Étude de l’effet Zeeman normal et anormal sur une seule installation
• Interféromètre de Fabry-Pérot haute précision pour une analyse fine des raies spectrales
• Réglage précis du champ magnétique grâce à un électro-aimant à variation fine

Sujets abordés

• Modèle atomique de Bohr
• Quantification des niveaux d’énergie
• Spin de l’électron
• Magnéton de Bohr
• Interféromètre de Fabry-Pérot

Principe et objectif

L’effet Zeeman correspond à la séparation des raies spectrales des atomes lorsqu’ils sont placés dans un champ magnétique. Le cas le plus simple, appelé effet Zeeman normal, se traduit par une division en trois composantes spectrales.

Dans ce TP, une lampe spectrale au cadmium est soumise à différentes intensités de champ magnétique. L’étude porte sur la séparation des raies à 643,8 nm (rouge) et 508,6 nm (vert), observées à l’aide d’un interféromètre de Fabry-Pérot.

L’exploitation des mesures permet notamment de déterminer avec précision le magnéton de Bohr.

Composition :
- Interféromètre Fabry-Pérot
- Lampe spectrale Cd pour effet Zeeman / Alimentation pour lampe spectrale
- Electro-aimant sans pièces polaires / Pièces polaires coniques percées / plateau rotatif
- Table tournante pour poids lourds
- PHYWE transformateur réglable avec affichage digital DC: 0...20 V, 12 A / AC: 0...25 V, 12 A
- Condensateur électrolytique 22.000 µF
- Multimètre numérique avec thermocouple
- Banc optique, l = 1000 mm / Pied réglable pour banc optique /Curseur pour banc optique, h = 80 mm
- Support de composants / - Diaphragme à iris diam. 2- 28 mm
- Lentilles en verre, biconvexe, f = + 300 mm / f = + 50 mm
- Polariseur sur tige / Préparation polarisante, mica quart d'onde / support universel rotatif
- Fils de connexion, 32 A, 250 mm / 32 A, 500 mm / 32 A, 750 mm / 32 A, 1000 mm
- Appareil photo numérique USB 1.3 Mpx / Support de caméra
- Objectif de 12 mm pour caméra
- Jeu de vis