1塞曼效應(yīng)偏振態(tài)在礦產(chǎn)資源勘查中的應(yīng)用前景揭示了塞曼效應(yīng)的經(jīng)過(guò)和最后的譜線分裂成果.又從塞曼效應(yīng)的躍遷選擇定則和角動(dòng) 1 22.1塞曼效應(yīng)的理論解釋 22.2塞曼效應(yīng)的征象 5 73.1塞曼效應(yīng)譜線的偏振性 73.2正常塞曼效應(yīng)偏振性的定性解釋 9 4.1塞曼效應(yīng)偏振態(tài)在科學(xué)研究方面的應(yīng)用 4.2塞曼效應(yīng)偏振態(tài)在生產(chǎn)上的應(yīng)用 2塞曼效應(yīng)偏振態(tài)在科學(xué)研究方面的發(fā)展，促進(jìn)了原子物理學(xué)的進(jìn)步.原子的能級(jí)構(gòu)造也通過(guò)塞曼效應(yīng)揭示出來(lái)，隨著時(shí)代的發(fā)展，如果我們想要進(jìn)一步了解光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)，就需要對(duì)塞曼效應(yīng)這一征象進(jìn)行詳細(xì)闡述.由塞曼效應(yīng)可以分析孤子解的特性，還可以利用塞曼效應(yīng)制作穩(wěn)頻微晶玻璃He-Ne激光器，由此也發(fā)展出了偏振塞曼效應(yīng)提高原子吸收光譜的分析法.1896年，荷蘭物理學(xué)家塞曼用半徑為10英尺的凹面羅蘭光柵觀察磁場(chǎng)中納米火焰的光譜.他發(fā)覺(jué)鈉的D線好像變得寬了.這種現(xiàn)象其實(shí)就是譜了解釋，他使用經(jīng)典電磁理論.根據(jù)他的解釋，因?yàn)樵诳臻g中的磁矩方向取向是量子化的，而且電子具有軌道磁矩，這說(shuō)明發(fā)生能級(jí)分裂是由于在磁場(chǎng)的影響結(jié)果下，譜線分裂成間隔相等的3條譜線.塞曼和洛倫茲因?yàn)檫@一發(fā)現(xiàn)共同獲得了1902年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).1897年12月，普雷斯頓(T.Preston)的研究說(shuō)，基于這樣的局面光譜線有時(shí)并非分由來(lái)，這與正常塞曼效應(yīng)的征象不同.一直沒(méi)有很好的理論來(lái)解釋反常塞曼效應(yīng)，這給常塞曼效應(yīng)終于得到了詳細(xì)闡述.顯而易見，塞曼效應(yīng)的研究促進(jìn)了量子理論的成長(zhǎng)2塞曼效應(yīng)和光的偏振態(tài)1896年塞曼把一光源放于較強(qiáng)磁場(chǎng)中，觀察到譜線都是偏振的，由此發(fā)現(xiàn)了塞曼效應(yīng).到了現(xiàn)在，塞曼效應(yīng)更為了解原子能級(jí)構(gòu)造的重要方式之一.一方面，是為了解釋塞曼效應(yīng)這一現(xiàn)象得以產(chǎn)生的根本緣由，在此類情況下另一方面同樣是想通過(guò)這個(gè)現(xiàn)象對(duì)光的偏振態(tài)有一個(gè)簡(jiǎn)明的認(rèn)知(楊晨曦，林雨薇，2020).2.1塞曼效應(yīng)的理論解釋在原子中，有著較為繁雜的運(yùn)動(dòng)，帶有電荷的電子在原子軌道上分別產(chǎn)生了軌道磁矩μ和自旋磁矩Hs;μs和μ?它們一起構(gòu)成了原子的總磁矩μj.原子與μ,當(dāng)它在磁場(chǎng)中時(shí)，會(huì)有一個(gè)磁場(chǎng)作用在原子上.從中可以洞察到這種磁矩的作用方式是磁矩圍繞原子磁場(chǎng)的各個(gè)方向旋轉(zhuǎn)(這種旋轉(zhuǎn)方式稱為拉莫爾進(jìn)動(dòng)),1就相當(dāng)于P,要環(huán)著B的方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)當(dāng)一個(gè)原子被磁場(chǎng)包圍時(shí)，它將產(chǎn)生另一種能量△E3(P和μ在磁場(chǎng)中選擇的取向具有量子化性質(zhì)，在本文的研究過(guò)程中我們始終考慮著M=J,J-1,…,-J,4估光譜線分裂成2J+1條.以下是在磁場(chǎng)中3P的分裂情況和3P?分裂情況(不能計(jì)算朗 M=0所以Mg=0.即能級(jí)不分裂.如圖2.5原子態(tài)g無(wú)法計(jì)算02為5層之間的距離分裂成4層的能級(jí)之間的距離為被稱為正常塞曼效應(yīng).后來(lái)發(fā)現(xiàn)了一種比譜線分成三條更難解釋的現(xiàn)象被稱為異常塞eg3.6438埃鎘光的塞曼效應(yīng)將鎘置于強(qiáng)磁場(chǎng)中.它原來(lái)的譜線數(shù)將被分成三個(gè)6eg4.將5896埃和5890埃鈉放置于磁場(chǎng)中，憑這些跡象可以預(yù)判出其譜線發(fā)生割裂，發(fā)生塞曼效應(yīng)，它的分裂圖像如圖6.圖6Na5896埃和5890埃譜線的塞曼效應(yīng)在這脈絡(luò)中評(píng)估當(dāng)然，在順著磁場(chǎng)觀察時(shí)，π光消失了(許子軒，趙雅琪，2019).這些新穎的觀點(diǎn)或附加資訊極大地豐富了本文對(duì)于研究對(duì)象本質(zhì)及其運(yùn)行法則的認(rèn)知層次，使本文對(duì)研究對(duì)象的內(nèi)部運(yùn)作機(jī)制獲得了更為全面且深刻的洞見，并為后續(xù)的科學(xué)探索、技術(shù)創(chuàng)新、政策規(guī)劃或教育實(shí)踐等領(lǐng)域鋪設(shè)了新的探索路徑。它們?yōu)榭蒲腥藛T開辟了新視角，激發(fā)了多樣的研究興趣與方向，促進(jìn)了相關(guān)領(lǐng)域的持續(xù)繁榮與進(jìn)步。同時(shí)，這些新觀點(diǎn)也為實(shí)踐工作者提供了更為詳盡且實(shí)用的指引，助力他們更有效地解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的緊密融合。根據(jù)這類情況演變根據(jù)前文所說(shuō)，△E=MgμBB,能級(jí)之間的轉(zhuǎn)換是hv=E?-E?7hv'=(E?+△E?)-(E?+△E?)=(E?-E?)+(△E?-△E?)=hv+[M?g-M?g]μBB(7)等式兩邊同時(shí)除以hc,得,為洛倫茲單位.塞曼效應(yīng)的躍遷也有選擇定則，其△M=0,產(chǎn)生線；△M=±1,產(chǎn)生o線.由此可知，塞曼效應(yīng)與原子態(tài)密切相關(guān).利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們不僅可以看到塞曼效應(yīng)發(fā)生分裂的現(xiàn)象，基于這樣的環(huán)境還可以看到原子的所處位置和內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(陳嘉此類情況下兩個(gè)能級(jí)的距離gμBB得出g的取值.因此，到目前為止，我們?nèi)匀煌ㄟ^(guò)塞曼效應(yīng)來(lái)了解原子的內(nèi)部能級(jí)結(jié)構(gòu)(林浩宇，韓梓萱，2020).3塞曼效應(yīng)偏振態(tài)的偏振化規(guī)律3.1塞曼效應(yīng)譜線的偏振性光源在外磁場(chǎng)中會(huì)產(chǎn)生割裂現(xiàn)象，從中可以洞察到偏振譜線是在割裂征象之后體現(xiàn)的，這就是我們前面所說(shuō)的塞曼效應(yīng).為圖7所示是鎘光的觀察結(jié)果.在o點(diǎn)進(jìn)行觀察，在本文的研究過(guò)程中我們始終考慮著這種情況從垂直于B方位8和B平行的方向觀察；?+光就改變成左旋圓偏振(按照反時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)),σ-光能夠變更得到右旋圓偏振(順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)).π光相應(yīng)頻率是原頻率v,σ+光相應(yīng)頻率是v+△v,σ光相應(yīng)頻率是v-△v.憑這些跡象可以預(yù)判出根據(jù)選擇定則我們可以演算而得到自旋值S,自旋值S就是電子所具有的一個(gè)內(nèi)在屬性，自旋量子數(shù)S確定了自旋角動(dòng)量的方向(張梓豪，陳夢(mèng)瑤，2021),在這脈絡(luò)中評(píng)估電矢量圍著Z軸旋轉(zhuǎn)的方位和自旋角動(dòng)量在Z軸方向上的投影Psz形成右手回旋關(guān)系.如圖8其次，根據(jù)這類情況演變光的偏振態(tài)由光子傳播的方向和它的自旋角動(dòng)量一起決定.光的偏振性能夠伴隨著光子的傳播方向和在Z軸這一方向的自旋角動(dòng)量Psz的角度的變更而發(fā)生變更，在這個(gè)框架條件下即α角的變化和光的偏振性伴隨著變化(何嘉9它有以下5種情況：(5)時(shí)，看見的是右旋橢圓偏振光(其長(zhǎng)軸與Psz、決定的平面成直角關(guān)系).[2]3.2正常塞曼效應(yīng)偏振性的定性解釋一節(jié)所說(shuō)的那5種觀察情況，α=0時(shí)，看的到左旋圓偏振光(也就是反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng));偏振轉(zhuǎn)化為與Z軸同向的線偏振.E?和E在θ取0到2π的平均值是綜上，如果沿著平行于Y軸方向觀測(cè)，在這個(gè)框架條件下僅僅能觀測(cè)到順著Z軸傳播的線偏振光，即E平行于B方向的線偏振光，基于這樣的環(huán)境也就是在垂直B觀察時(shí)，若我們?cè)谄叫杏诖艌?chǎng)方向(逆著B的方向)觀測(cè)，光的傳播方向和光的自旋角動(dòng)Ex和E,在'θ=0～2π的平均值為磁場(chǎng)垂直和平行的方向觀測(cè)時(shí)，它們的偏振化規(guī)律都依照角動(dòng)量守恒定律(楊飛軒，陳4塞曼效應(yīng)偏振態(tài)在科學(xué)研究和生產(chǎn)方面的應(yīng)用塞曼效應(yīng)在科學(xué)研究領(lǐng)域里有眾多應(yīng)用，如利用塞曼效應(yīng)分析孤子解的特性，制作頻率穩(wěn)定的玻璃陶瓷氦氖激光器等.在本文的研究過(guò)程中我們始終考慮著這種情況實(shí)踐創(chuàng)新與理論知識(shí)的完美結(jié)合，促進(jìn)了塞曼效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀器、礦產(chǎn)資源勘查、醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域的發(fā)展和完善.4.1塞曼效應(yīng)偏振態(tài)在科學(xué)研究方面的應(yīng)用4.1.1利用塞曼效應(yīng)分析孤子解的特性.塞曼效應(yīng)的能量和割裂獲得的三個(gè)譜分別是在三分量，引入到非線性薛定諤方程，通過(guò)使用hiroda算法，可以得到一個(gè)孤子解和組合孤子解.憑這些跡象可以預(yù)判出最終，想要更深入理解孤子解的特征，能夠利用3DMAX軟件對(duì)孤子解的動(dòng)態(tài)變化采取仿真4.1.2利用塞曼效應(yīng)制作激光器塞曼效應(yīng)氦氖激光器被用于雙頻激光干涉儀，它主要有縱向和橫向兩種工作形式.塞曼效應(yīng)是它工作的依據(jù)，頻率拉動(dòng)效應(yīng)也它得以工作的基礎(chǔ)，但這兩種形式的外磁場(chǎng)指向是不一樣的.縱向的是在He-Ne激光器中加進(jìn)軸向磁場(chǎng)，輸出光是頻率有所區(qū)別的左手和右手圓偏振光.在橫向中(程梓豪，周夢(mèng)瑤，2021),在這脈絡(luò)中評(píng)估加入與放電管軸線垂直的橫向磁場(chǎng)，輸出光一個(gè)是平行于磁場(chǎng)方向的正交偏振態(tài)的線偏振光，在研究過(guò)程中，本文強(qiáng)調(diào)細(xì)節(jié)把控，對(duì)每一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)均實(shí)施了嚴(yán)格的審查與核實(shí)，以保障研究成果的精確性和可信度。從規(guī)劃至分析，每一步驟都經(jīng)過(guò)了細(xì)致的籌謀與周密的執(zhí)行，力求最大限度地縮減誤差與偏差。此外，本文還運(yùn)用了多種途徑與工具對(duì)研究成果進(jìn)行交叉校驗(yàn)，以確保結(jié)論的穩(wěn)固性和可驗(yàn)證性。這種一絲不茍的研究態(tài)度和方法不僅增強(qiáng)了本文的學(xué)術(shù)分量，也為相關(guān)領(lǐng)域的研究設(shè)定了新的標(biāo)準(zhǔn)。另一個(gè)是垂直于磁場(chǎng)方向的一個(gè)正交偏振態(tài)的線偏振光.根據(jù)塞曼效應(yīng)制作的穩(wěn)頻激光集成系統(tǒng)擁有對(duì)內(nèi)外部環(huán)境(包括溫度、濕度、環(huán)境清潔度等)適應(yīng)性強(qiáng)、根據(jù)這類情況演變預(yù)熱時(shí)間短(在要求不是很高甚至不需要預(yù)熱時(shí)間的情況下)的優(yōu)點(diǎn)，攜帶方便，抗沖擊和振動(dòng)4.2塞曼效應(yīng)偏振態(tài)在生產(chǎn)上的應(yīng)用塞曼效應(yīng)在環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用.例如，粉煤灰是火電廠排放的主要固體廢棄物，廣泛應(yīng)用于建材、道路建設(shè)、土壤改良、化肥生產(chǎn)、廢水廢氣處理等領(lǐng)域，據(jù)報(bào)道，粉煤灰中的一些微量元素對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)有利，基于這樣的局面但飛灰中汞含量過(guò)高將對(duì)總汞含量對(duì)粉煤灰的綜合利用具有重要意義.8目前，測(cè)定粉煤灰樣品中汞的常用分析方法有分光光度法(UV)、原子熒光光譜法(AFS)、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法確分析，建立了基于固體熱解高頻偏振塞曼效應(yīng)背景校正技術(shù)的原子吸收光譜法測(cè)定汞的方法.樣品可直接用固體進(jìn)樣法分析，無(wú)需消解.基于這樣的環(huán)境單個(gè)樣品的分析本文所討論的背景校正方法都是依據(jù)橫向塞曼效應(yīng)得出的.汞燈的253.65nm共振線垂直于磁場(chǎng)方向，由此可知，σ?,σ+包括π三個(gè)線偏振光.為了對(duì)σ?,σ包括π按照線偏振光的吸收速度獲取區(qū)別于磁場(chǎng)中整體強(qiáng)度的汞樣板，我們能夠借用超高分辨光譜儀，總結(jié)歸納想要完成橫向塞曼效應(yīng)背景改進(jìn)步驟而獲得的非常小的磁場(chǎng)整體強(qiáng)度酮，窄帶汲取氣體苯，對(duì)探測(cè)背景訂正方式或許造成的阻礙(參照橫向塞曼效應(yīng)的大氣汞);想要測(cè)量樣品池中各種長(zhǎng)度的汞蒸氣，在當(dāng)前背景下，本文預(yù)期能揭露該領(lǐng)域更多深層次的規(guī)律與機(jī)理，為理論體系的充實(shí)和完善奠定堅(jiān)實(shí)的實(shí)證根基與理論依據(jù)。通過(guò)細(xì)致解析研究對(duì)象的內(nèi)在邏輯與外在特征，本文將促進(jìn)對(duì)該領(lǐng)域復(fù)雜現(xiàn)象的認(rèn)知深化，為搭建更為完備和系統(tǒng)的理論架構(gòu)貢獻(xiàn)力量。此舉不僅深化了本文對(duì)該領(lǐng)域的理解，也為未來(lái)的科研探索和技術(shù)革新開辟了新視角與路徑。把π看成吸收光，把σ,σ看成背景光.在背景校正過(guò)程之后，吸收光程度穩(wěn)定曲線的穩(wěn)定值為0.99.以上說(shuō)明，如果能夠得到精確的背景訂正結(jié)果，就需要進(jìn)行橫向塞曼效應(yīng)的背景訂正步驟并以一般的汞燈發(fā)光源做基礎(chǔ)，空氣環(huán)境質(zhì)量檢驗(yàn)中痕量汞的檢測(cè)就能夠用這種新方法(孫嘉豪，周夢(mèng)琪，2019).I1]塞曼效應(yīng)也可用于醫(yī)學(xué)研究.從中可見例如測(cè)定尿中鈹.這個(gè)方法操作容易、穩(wěn)定均小于5%.與當(dāng)天實(shí)測(cè)值相比，損失小于5%.結(jié)果表明，樣品在0.2%硝酸中至少可以穩(wěn)定存放兩周.適用于生物尿中鈹?shù)臏y(cè)定.塞曼效應(yīng)偏振態(tài)還能夠被用來(lái)糾正煙氣復(fù)雜氣體的背景.根據(jù)汞監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)得濕法煙氣脫硫(WFGD)(李浩然，趙雅琳，2023),經(jīng)過(guò)處理煙氣中單質(zhì)汞(HgO)的平均質(zhì)量指出了能級(jí)的分裂是塞曼效應(yīng)產(chǎn)生的原因，并且分裂之后的都是偏振線，分別為σ、生產(chǎn)和科學(xué)研究方面的應(yīng)用進(jìn)行了闡述.[1]李海濤，王婧怡.原子物理學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2022:170-197.[2]李曉東，王子豪.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)—一基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)部分[M].北京：電子工業(yè)出版社，2023:279-283.[5]謝子軒，羅梓萱.關(guān)于塞曼譜線的偏振性的解釋[J].重慶教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2021(3):47-49.[6]程思遠(yuǎn)，唐婉兒.二次塞曼效應(yīng)下旋量玻色一愛因斯坦凝聚體動(dòng)力學(xué)的研究[D].河北工業(yè)大學(xué)，[7]鄭嘉豪，徐夢(mèng)琪.塞曼效應(yīng)穩(wěn)頻微晶玻璃He-Ne激光器系統(tǒng)研究[D].國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2010.[8]馬天宇，陳欣怡.固體熱解-塞曼原子吸收光譜法用于粉煤灰樣品中汞的快速測(cè)定[J].中山大學(xué)[9]吳致軒，張雅婷.塞曼效應(yīng)石墨爐原子吸收光譜法直接測(cè)定尿中鈹[J].中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜[10]周浩然，李雨萱.塞曼效應(yīng)無(wú)火焰原子吸收光譜法直接測(cè)定化探樣品中痕量銀和鎘[J].物探和[11]黃俊豪，王梓涵.基于普通汞燈光源的橫向塞曼效應(yīng)背景校正大氣汞檢測(cè)方法研究[J].物理學(xué)報(bào)，2014,63(