Физика 20 века: ключевые эксперименты - Тригг Дж.
Скачать (прямая ссылка):
которое управляется извне. Это позволяло осуществлять быструю замену и
установку обеих печей в заданное положение.
Все измерения частоты производились с помощью гетеродинного частотомера,
обеспечивающего точность до 1/20 000. Неопределенности в измеренных
значениях частоты, вносимые гетеродином и обусловленные шириной линии,
имели статистический характер, поэтому точность измерений можно было
повысить разумным повторением наблюдений". Измеритель частоты
калибровался путем сравнения с сигналами радиостанции Национального бюро
стандартов.
Все данные, полученные в рассматриваемых здесь экспериментах, - это
значения частот спектральных линий. Нам не требовалось знать величину
самого магнитного поля, в котором происходит переход, хотя необходимым
условием было, чтобы исследуемые переходы происходили в одном и том же
магнитном поле. В действительности магнитное поле не вполне постоянно, и
скорость его дрейфа зависит от многих факторов, главным образом от
поддержания неизменного режима питания электромагнита и температурной
стабильности цепей постоянного тока и магнита. Дрейф поля регистрировался
по изменению частоты линии со временем; в этом случае наиболее
эффективная коррекция резуль-
160
татов осуществлялась путем поочередного измерения частот каждой из двух
подлежащих сравнению линий и последующего сравнения их в любой момент
времени графическим или иным методом.
Чтобы уменьшить интервалы времени между наблюдением последовательных
лийий (т. е. для минимизации поправок на дрейф поля), при измерениях
производился только один отсчет частоты для каждой линии". Это означает,
что резонансная кривая не снималась целиком, а наблюдатель записывал для
каждой линии лишь значение, соответствующее максимальному ослаблению
интенсивности пучка, которая регистрировалась для каждой линии наиболее
подходящим способом.
После предварительной работы, позволившей убедиться в том, что частоты
действительно могут быть определены с точностью до 1/20 000, они
несколько раз сравнивались между собой. Мы подробно опишем лишь одно из
таких сравнений между натрием и галлием; это поможет читателю получить
общее представление о методике в целом.
"Три линии в спектре натрия, характеризующиеся максимальной
чувствительностью к полю, измерялись попеременно с двумя линиями спектра
галлия". Эти линии обозначались определенным образом, как показано в
табл. 8.1. Результаты измерений приведены в табл. 8.2,
Таблица 8.1 Обозначения линий, использованных при сравнении спектров
натрия и галлия.
Все линии натрия принадлежат состоянию 25уг; все линии галлия-состоянию
2Р,д [Phys. Rev., 74, стр. 257, табл. V (1948)]
Обозначение линнн (г, тр) <-> (f>, mF)
Nal (2, -2)^(2, -I)
Nall (I, 0)^(1, -1)
Nalll (2, (2, -I)
Gal (I, -1) 69Ga
Gall (2, 0)-t->(2, -1) 69Ga
В первой колонке дано время наблюдения, а в других - измеренные частоты
линий (вМГц). Непосредственно под значениями частот записаны значения Н'
(в скобках),
161
Таблица 8.2
Измеренные частоты и значения И' для некоторых линий в спектре натрия и
галлия [Phys. Rev., 74, стр. 258, табл. VII (1948)]
Время измерения, мин. Nal Nall Nal 11 Gal Gall
6 30 91,093
(529,97)4-0,00
6.40 90,319
(529,93)-0,01
6 50 91,087
260,32 (529,93)4-0,01
7 05 261,17 (531,16)4-0,00
(531,14)-0,02
7.05
7.15 417,33
(531,15)4-0,02
7 40 91,060
(529,78)-0,01
7.40 90,295
(529,79)4-0,00
7.58 260,27
(531,02)- 0,01
8.02 261.12
(531,01) -0,01
8.14 417,17
(531,00)4-0,01
8.28 91,038
8.35 (529,65)-0,02 90,275
(529,68)4-0,02
8.45 260,21
(530,89)4-0,00
8 49 261,05
(530,85) -0,05
9.10 417,04
(530,88)4-0,03
9.10 417,05
(530,89)4-0,04
9.26 91,014
(529,52)-0,01
9.26 90 248
(529,52) -0,0
вычисленные в предположении о том, что gj(2St2)~ - 2 и gj(2P v2) = 2/з.
Величина, стоящая правее Н', - это разность между наблюдаемым значением
Н' и тем, которое вычислялось по методу наименьших квадратов на основе
экспериментальных данных.
Результаты представлены на рис. [8.1]. Оценка по методу наименьших
квадратов изменения Н' со временем для Na и Ga дает, как и ожидалось, в
обоих случаях почти совпадающую скорость дрейфа поля5 Одновре-
1 Таблица показывает не только дрейф поля и наличие реального АН', и о и
время, необходимое для смены н регулировки печей, а также для изменения
частотного диапазона.
162
менная обработка по методу наименьших квадратов обеих совокупностей точек
для линий (при одинаковой скорости дрейфа поля) приводит к следующему
результату:
Na: Я'= 531,319 - 0,002475*,
Ga: Н' = 530,036 - 0,002475/. (8'3)
Здесь время t измеряется в минутах, начиная с шестой. Различие между
наблюдаемым и вычисленным значениями указано в таблице... Различие в
значениях Н' для
и'
531.0 530,5
330.0
5го}5
--- ^ ^ | Nal + Nall А.
^ NaHIя Cal • Call x
