Deneyin Amacı: Kadminyum =643,8 nm dalga boylu ışının bir manyetik alanda yarılmasını temin etmek suretiyle, elektronun spesifik yükü e/m nin spektral hesaplanması.

Deney ile ilgili teorik bilgiler:

Zeman Olayı: Gözle görülebilen bir ışık kaynağı kuvvetli bir elektromıknatısın kutupları arasına yerleştirilir. Işık çözme gücü yüksek bir spektroskopla incelenir. Spektrumun kuvvetli çizgilerinden birisi spektrometre içinde odaklandıktan sonra manyetik alan uygulanırsa bu çizginin bir çok bileşene ayrıldığı görülür. Normal zeman olayında ışık magnetik alana dik  doğrultuda gözlenecek olursa bir tek çizgi üç bileşene, alana paralel olursa iki bileşene ayrılmış olarak gözlenir.

Anormal Zeeman Olayı: Klasik teoride sadece e�nun yörüngesel hareketi dikkate alınmıştır. Anormal zeeman olayında elektron sipininide dahil etmek gerekir. Bu olaya da yarılmalar daha çoktur. Bu yüzden de anormal zeeman olayını gözleyemeyiz.

Manyetik Alan: Hareketli yüklere etkiyen kuvvetin oluşturduğu alana denir. Birim akım öğesine etkiyen kuvvetede manyetik alan denir.

Magnetik Akı: Bir manyetik alanda manyetik alana dik birim yüzeyden geçen manyetik alan çizgilerinin sayısına denir.

Elektriksel Alan: Durgun yüklere etki eden kuvvetin oluşturduğu alana denir. Birim yüke etkiyen kuvvet olarakta adlandırılır.

Spektrum: Bir ışın demetinin frekansına, dalga boylarına, enerjilerine yada saçılma açılarına göre ayrılması sonucu oluşan desene denir. 3�e ayrılır;

5-     Çizgi Spektrumu: Atoma bağlı iç yörünge elektronlarının dış yörüngelere uyarılması sonucunda atomun temel hale geçişi sırasında yayımlana spektrumdur.

6-     Bant (şerit) Spektrumu: Bantlar arası geçişte oluşan spektrumdur. Molekül halindeki gazlara aittir. İletkenlik bandından valans bandına geçiş söz konusudur.

7-     Sürekli Spektrum: İvmeli hareket yapan yüklerden oluşur. Bu spektrumun olması için 2 şart vardır.

·        Yük belli bir kütleye sahip olmalı.

·        Yük ivmeli hareket yapmalı.

        Sürekli spektrum yüksek enerjili elektronun maddede adım adım yavaşlamasıyla meydana gelir.

Kırınım: Işığın kendi dalga boyuna eşit yada küçük boyda bir yarıktan geçerek yayılması olayıdır.

Kırılma: Işığın bir ortamdan başka bir ortama geçerken doğrultu değiştirmesidir.

Yansıma: Işığı bir engele çarptıktan sonra geldiği açıyla geri dönmesi olayıdır.

Girişim: İki veya daha fazla uyumlu dalganın birbirine rastladıkları herhangi bir noktada üst üste binmesi olayına denir.

Dalga Boyu: Ararda gelen iki özdeş nokta arasındaki mesafedir.

Periyot: Bir tam titreşim için geçen süredir.

Frekans: Birim zamandaki titreşim sayısıdır.

Deneyin Yapılışı:

Katminyum lambasını çalıştırarak spektrum çizgilerini elde ederiz. Bu çizgiler arasındaki Ñs aralığı 15  defa ölçerek ortalamasını alırız. Daha sonra manyetik alan uygulayarak spektrum çizgilerinin ayrıldığını görürüz. ds aralığını da 15 kez ölçerek ortalamasını alırız. Bu değerleri Ñv= formülünde yerine koyarak  ifadesinden e/m değerini hesaplarız.

Manyetik Alan Yok İken ;

Ñs1=(72-67).10-2mm=5.10-5m

Ñs2=(62-57).10-2mm=5.10-5m

Ñs3=(87-81).10-2mm=6.10-5m

Ñs4=(106-100).10-2mm=6.10-5m

Ñs5=(93-85).10-2mm=8.10-5m

Ñs6=(99-92).10-2mm=7.10-5m

Ñs7=(112-105).10-2mm=7.10-5m

Ñs8=(132-126).10-2mm=6.10-5m

Ñs9=(125-118).10-2mm=7.10-5m

Ñs10=(112-107).10-2mm=5.10-5m

Ñs11=(110-103).10-2mm=7.10-5m

Ñs12=(131-125).10-2mm=6.10-5m

Ñs13=(153-146).10-2mm=7.10-5m

Ñs14=(139-133).10-2mm=6.10-5m

Ñs15=(170-161).10-2mm=9.10-5m

Ñsort=

Magnetik Alan Varken Ñs;

2ds1= (187-179).10-2mm = 8.10-5 m

2ds2= (146-138).10-2mm = 8.10-5 m

2ds3= (125-117).10-2mm = 8.10-5 m

2ds4= (147-139).10-2mm = 8.10-5 m

2ds5= (171-162).10-2mm = 9.10-5 m

2ds6= (206-196).10-2mm = 10.10-5 m

2ds7= (139-132).10-2mm = 7.10-5 m

2ds8= (163-154).10-2mm = 9.10-5 m

2ds9= (188-179).10-2mm = 9.10-5 m

2ds10= (171-162).10-2mm = 9.10-5 m

2ds11= (162-155).10-2mm = 7.10-5 m

2ds12= (146-139).10-2mm = 7.10-5 m

2ds13= (125-117).10-2mm = 8.10-5 m

2ds14= (105-98).10-2mm = 7.10-5 m

2ds15= (107-100).10-2mm = 7.10-5 m

dsort=

n=1045, c=3.108 m/sn, B=3800 gauss=3800.10-4 tesla, d= 4,04 nm=4,04.10-3 m

Ñv= formülünü kullanarak;

Ñv=

 formülünü kullanarak;

Cevaplar:

1-     Klasik teoride elektronun sadece yörüngesel hareket yaptığı dikkate alınmıştır. Fakat anormal zeeman olayında elektronun spinide dikkate almak gerekir. O yüzden klasik teori anormal zeeman olayını açıklayamamaktadır. Bu deyde anormal zeeman olayını gözleyemiyoruz. Çünkü bizim uyguladığımız manyetik alan elektronun spinin harekete dökmek için yeterli değildir.

2-     Madde atomlarına yüksek sıcaklıkta elektrik ve manyetik alanlarda etkileşme yoluyla enerji verilirse üst yörüngelere çıkan elektronlar eski durumlarına dönerlerse aldıkları enerjiyi geri verirler. Bu enerjinin gözle algılanan kısmı görünen ışık, algılanmayan kısmı ise görünemez ışığı oluşturur.