Как уже отмечалось в теоретическом введении, зеемановское расщепление спектральных линий очень мало, поэтому изучение этого явления можно проводить только на спектральном приборе высокой разрешающей силы. В нашей работе для этой цели используется интерферометр Фабри-Перо.

        Интерферометр Фабри-Перо представляет собой плоскопараллельную стеклянную или кварцевую пластину (или пару таких пластин с воздушным промежутком между ними), обе поверхности которой плоские с точностью до 0,01 и покрыты высокоотражающим слоем. Луч, попадающий в такую пластину, испытывает многократное отражение. Вышедшие лучи когерентны и в фокальной плоскости собирающей линзы (зрительной трубы) дают интерференционную картину в виде системы концентрических колец (полосы равного наклона). Чем больше число интерферирующих лучей, т.е. выше коэффициент отражения отражающих слоев, тем уже и резче интерференционные максимумы. Рассмотрим

этот вопрос более детально.   При падении плоской волны на плоскопараллельную пластину (интерферометр Фабри-Перо, рис.2) условием максимума для интенсивности прошедшей волны (и одновременно условием минимума для отраженной волны) является

2d n cos i' = m,                              (8)

(*)

где d - толщина пластины, n - показатель преломления, длина волны излучения в вакууме, m - порядок интерференции, i' угол падения волны в пластине, связанный с углом падения i в вакууме законом преломления

sin i = n sin i'                                 (9)

Рис. 2

Положение максимума зависит от длины волны. Если коэффициент отражения волны от поверхности пластины близок к единице, угловая ширина максимумов весьма мала, что позволяет использовать пластину в качестве спектрального прибора. В дальнейшем все углы считаем малыми.

Угловое расстояние между максимумами соседних порядков (значения m различаются на единицу) находим дифференцированием условия максимума

2d sini = п                                               (10)

При изменении длины волны на максимум сместится на угол, который также находится дифференцированием условия максимума

2d sini i = m n                                      (11)

Совместно с условием максимума, полагая cos i '= 1, находим

= (i/ ) (²/ 2dn) .                                 (12)

Рис. 3-а                                                             Рис. 3-б

При падении на пластину рассеянного света, в фокальной плоскости линзы, помещенной после пластины (рис.3-а), интерференционные максимумы разных порядков будут иметь вид колец,  радиусы  r  которых определяются соответствующими значениями угла  i.

Поскольку выходная щель спектрографа выделяет из этой картины узкий вертикальный пучок, то вместо колец при наблюдении через окуляр-микрометр будут видны  вертикальные столбики, разделенные на ряд интерференционных полос в виде дуг, «вырезанных» из этих колец. Эти полосы соответствуют различным порядкам интерференции (поз.1 на рис.3-б). При расщеплении спектральных линий в магнитном поле каждая интерференционная полоса расщепляется на три компоненты - это и есть нормальный эффект Зеемана. Для малых углов, как это видно на рис.3-а, значение r/, т.е. отношение расстояния между компонентами  к расстоянию между максимумами соседних порядков, равно отношению соответствующих углов i/. Это отношение и измеряется в эксперименте.

4. ЭКСПЕРИМЕНТ