氢氘光谱 (5)
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因此类氢原子的里德伯常数可写成
若 ，即假定原子核不动，则有
因此
设氢和氘的里德伯常数分别为RH和RD，
则氢、氘光谱线的波数σH、σD分别为
n=3,4,5…
n=3,4,5…
氢和氘光谱相应的波长差为
所以通过实验测得氢和氘的巴耳末线系的前几条谱线的谱长及其波长差，可求得氢与氘的里德伯常数RH、RD。
又由于:
433.99
0.12
6
409.97
410.08
0.11
一、求
由公式
计算得：
再代入公式
计算得
注1:与理论值之间有一定误差!
二、求
由公式
得
将波长用公式
（其中 为空气的折射率）
修正后得：
表二
nm
nm
3
656.60
656.76
4
486.15
486.28
5
433.99
434.12
6
410.09
410.20
(修正的原因是:在计算RH、RD时，应该以真空中的波长代入公式计算，但是，实验中的测量是在空气中进行的，汞谱图上所标也是空气中的波长。空气的折射率为n=1.00029，应作 的修正)
3,实验中的狭缝宽度应足够小.
4,实验中发光源应该处于合适的位置,以保证有实验所需要的光线进入分析仪.
5,为了避免多次使用造成的机械误差,应该在每次用完软件后初始化一次.
数据处理:
原始数据:
Fra Baidu bibliotek能级( )
(nm)
(nm)
(nm)
3
656.41
656.57
0.16
4
486.01
486.14
0.13
5
433.87
两式相除有:
所以有:
( *)
式中 为氢原子核质量与电子质量比，公认值为1836.1515。因此将通过实验测得的 代入式（*），可求得氘与氢原子核的质量比 。
实验内容:
1．熟悉仪器的结构、各调节旋钮的作用及仪器的特性参数
2．用哈德曼光阑在底片上并列拍摄氢氘光谱和铁谱
3．在映谱仪下利用标准铁谱图识别底片上氢氘光谱及其附近的铁谱线，粗略地测出氢、氘谱线的波长。
4．用阿贝比长仪精密的测量谱线间的距离，以线性插入法计算各条光谱线的波长，并计算各谱线的里德伯常数，求RH、RD的平均值，并求出氢氘原子核质量比。
注意事项:
在实验中应注意以下几点:
1,保护仪器.实验中的氢氘放电管在不扫描的时候应关掉以延长其使用寿命.
2,实验中应选好合适的工作状态,比如,工作电压,总高压,增益,工作波段以及最大值,最小值.
3
5
6
于是
四、计算 和 的公认值
由公式
计算得
再由公式
计算得
上标0表示公认值。
与公认值相比差
注2:误差比较小,但误差存在!
五、氢原子巴尔末系的能级图为
误差分析:
本次实验中产生的误差(”注1”与”注2”)的原因主要有以下几点:
1,狭缝宽度选取不正确,造成实验误差;
2,有可能Hg光谱的校准出现问题,则有可能给实验带来误差;
3,机器的多次使用带来的机器误差.
实验总结:
在本次实验中,我们了解了氘原子的光谱,懂得了获得同位素光谱的实验方法、分析方法及其在微观测量中的应用.在实验过程中,我们还用到了标准Hg谱线图采用线性插入法测量谱线波长,这也为我们以后的实验提供了一种很好的思路.另外就是实验时采用电脑采集数据给我们的实验带来很大的方便,这也暗示我们计算机科学技术与物理学的交融越来越密切,我们今后应当多在这方面作出努力.
氢氘光谱
姓名:陈正学号:PB05210465系别:6系
实验目的:
本实验以氘原子光谱为研究对象，研究获得同位素光谱的实验方法、分析方法及其在微观测量中的应用。
实验原理:
氢和类氢原子的巴耳末线系对应光谱线波数为
其中mZ为原子核质量，me为电子质量，e为电子电荷，h为普朗克常数，ε0为真空介电常数，c为光速，Z为原子序数。
将表二中的数据代入上式计算得
表三
能级( )
3
5
6
( )
1.0966
1.0969
1.0970
1.0971
于是
三、求
由公式
得
将波长用公式
（其中 ）
修正后得：
表二
nm
nm
3
656.81
656.98
4
486.21
486.35
5
434.08
434.21
6
410.12
410.24
将表二中的数据代入上式计算得
表四
若 ，即假定原子核不动，则有
因此
设氢和氘的里德伯常数分别为RH和RD，
则氢、氘光谱线的波数σH、σD分别为
n=3,4,5…
n=3,4,5…
氢和氘光谱相应的波长差为
所以通过实验测得氢和氘的巴耳末线系的前几条谱线的谱长及其波长差，可求得氢与氘的里德伯常数RH、RD。
又由于:
433.99
0.12
6
409.97
410.08
0.11
一、求
由公式
计算得：
再代入公式
计算得
注1:与理论值之间有一定误差!
二、求
由公式
得
将波长用公式
（其中 为空气的折射率）
修正后得：
表二
nm
nm
3
656.60
656.76
4
486.15
486.28
5
433.99
434.12
6
410.09
410.20
(修正的原因是:在计算RH、RD时，应该以真空中的波长代入公式计算，但是，实验中的测量是在空气中进行的，汞谱图上所标也是空气中的波长。空气的折射率为n=1.00029，应作 的修正)
3,实验中的狭缝宽度应足够小.
4,实验中发光源应该处于合适的位置,以保证有实验所需要的光线进入分析仪.
5,为了避免多次使用造成的机械误差,应该在每次用完软件后初始化一次.
数据处理:
原始数据:
Fra Baidu bibliotek能级( )
(nm)
(nm)
(nm)
3
656.41
656.57
0.16
4
486.01
486.14
0.13
5
433.87
两式相除有:
所以有:
( *)
式中 为氢原子核质量与电子质量比，公认值为1836.1515。因此将通过实验测得的 代入式（*），可求得氘与氢原子核的质量比 。
实验内容:
1．熟悉仪器的结构、各调节旋钮的作用及仪器的特性参数
2．用哈德曼光阑在底片上并列拍摄氢氘光谱和铁谱
3．在映谱仪下利用标准铁谱图识别底片上氢氘光谱及其附近的铁谱线，粗略地测出氢、氘谱线的波长。
4．用阿贝比长仪精密的测量谱线间的距离，以线性插入法计算各条光谱线的波长，并计算各谱线的里德伯常数，求RH、RD的平均值，并求出氢氘原子核质量比。
注意事项:
在实验中应注意以下几点:
1,保护仪器.实验中的氢氘放电管在不扫描的时候应关掉以延长其使用寿命.
2,实验中应选好合适的工作状态,比如,工作电压,总高压,增益,工作波段以及最大值,最小值.
3
5
6
于是
四、计算 和 的公认值
由公式
计算得
再由公式
计算得
上标0表示公认值。
与公认值相比差
注2:误差比较小,但误差存在!
五、氢原子巴尔末系的能级图为
误差分析:
本次实验中产生的误差(”注1”与”注2”)的原因主要有以下几点:
1,狭缝宽度选取不正确,造成实验误差;
2,有可能Hg光谱的校准出现问题,则有可能给实验带来误差;
3,机器的多次使用带来的机器误差.
实验总结:
在本次实验中,我们了解了氘原子的光谱,懂得了获得同位素光谱的实验方法、分析方法及其在微观测量中的应用.在实验过程中,我们还用到了标准Hg谱线图采用线性插入法测量谱线波长,这也为我们以后的实验提供了一种很好的思路.另外就是实验时采用电脑采集数据给我们的实验带来很大的方便,这也暗示我们计算机科学技术与物理学的交融越来越密切,我们今后应当多在这方面作出努力.
氢氘光谱
姓名:陈正学号:PB05210465系别:6系
实验目的:
本实验以氘原子光谱为研究对象，研究获得同位素光谱的实验方法、分析方法及其在微观测量中的应用。
实验原理:
氢和类氢原子的巴耳末线系对应光谱线波数为
其中mZ为原子核质量，me为电子质量，e为电子电荷，h为普朗克常数，ε0为真空介电常数，c为光速，Z为原子序数。
将表二中的数据代入上式计算得
表三
能级( )
3
5
6
( )
1.0966
1.0969
1.0970
1.0971
于是
三、求
由公式
得
将波长用公式
（其中 ）
修正后得：
表二
nm
nm
3
656.81
656.98
4
486.21
486.35
5
434.08
434.21
6
410.12
410.24
将表二中的数据代入上式计算得
表四