实验氢氘光谱

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,实验,3-3,氢氘光谱,1,提要,实验背景和目的,实验器件,原理,思考问题,注意事项,参考文献,2,实验背景和目的,1,实验背景,氢原子光谱在可见光和近紫外区有很多条谱线，构成一个很有规律的系统。在,1985,年，巴耳末,(J. J. Balmer),发现了巴耳末公式。,1913,年，玻尔（,N. Bohr,）发展了氢原子理论，玻尔理论对原子内部情况的揭示获得了显著的成功。,1914,年，玻尔进一步讨论了氢核质量不是无穷大的情况下，氢核和核外电子的相互运动后，氢原子光谱的理论计算结果和实验结果获得了更进一步的一致。这一理论也被用来证实了氢的同位素,-,氘的存在。在,1932,年，尤雷（,H. C. Urey,）获得了氘的光谱，发现理论计算结果和实验结果十分符合，这样就肯定了氘的存在。,2,实验目的,测量氢和氘的光谱线波长，并计算电子质量和质子质量之比。,3,实验器件,对平面光栅射谱仪进行了改造，利用,CCD,替代了原来的银盐干板采集光谱信息，利用计算机软件对数据进行采集和处理，具有实时性。体现了利用现代技术对传统实验的改造。,4,实验系统,D,C,O1,O3,S,O2,M,G,P,图,3-3-1 WPG-100,型平面光栅光谱仪光路图,5,计算公式,不考虑原子核运动的情况下，氢和类氢原子的巴耳末线系对应的光谱线波数为：,其中,为电子质量，,为电子电荷，,为普朗克常数，,为真空介电常数，,为光速，,为原子序数，,6,计算公式,此时类氢原子的里德伯常数可写成：,表示原子核质量为无穷大时的,值。严格说来，,在类氢原子问题中，我们应当考虑核的运动，,也就是说应当考虑两个粒子（电子和核）,在库仑相互作用下的两体运动问题。,7,里德伯常数应进一步表示为：,氢和氘的里德伯常数,和,8,对于氢和氘的巴耳末线系对应的同一条谱线，它们的波长差,可以通过下式得到：,为质子质量,9,是,和,由上式可知，只要从实验中测得氢和氘二对应波长，即可由,和,算出电子质量和质子质量之比。,中的任一个。,10,数据处理,a,b,1,x,2,用,“,内插法,”,求未知波长示,意图,11,思考题,:,氢的同位素光谱实验主要讲的是什么,实验仪器各部分名称和作用,本实验测量哪些数据,12,