近代物理实验步骤、内容(2)

弗兰克－赫兹实验

一、实验内容

测量氩原子的第一激发电位，分析误差及其原因。 二、实验步骤

参阅实验课件 三、注意事项：

1、实验过程不允许离开仪器；

2、板极电压不允许超过85V 。 四、思考题

1、在夫兰克－赫兹实验中，为什么I A －U G2K 曲线的波峰和波谷有一定的宽度？

2、为什么I A －U G2K 曲线有的波谷电流不等于零，并且随着U G2K 的增大而升高？

3、试分析，当夫兰克—赫兹管的灯丝电压变化时，I A －U G2K 曲线应有何变化？为什么？

4、夫兰克—赫兹实验中，为什么说我们测到的是汞原子从10S 跃迁到31P 的第一激发电位，而不是10S 跃迁到30P 或32P 的第一激发电位。

5、测量氩原子的第一激发电位时，如果G 2-A 两极间没有反向拒斥电场，I A －U G2K 曲线会是什么样的一条曲线？这条曲线能求出激发电位吗？

6、I A －U G2K 曲线中，第一个波谷对应U G2K 不是汞原子的第一激发电位，为什么？

7、实验测出的氩原子I A －U G2K 曲线中，为什么峰-峰间距随U G2K 的增大而略有变大？

全息照相

一、实验内容

拍摄菲涅尔变换全息图

二、实验步骤

1、设计光路系统，光路系统应

满足下列条件：

1）、用透镜将物光束扩展到一定

程度以保证被摄物体能均匀照亮，参

考光也应扩展使感光板得到均匀光照。

2）、参考光应强于物光，在感光板的地方两光束的强度比约为4:1－10:1。

3）、物光与参考光束的夹角为30°－50°之间，两光束的光程大致相等（光程差小于1cm）。

（光学元件调整好后，关上照明灯，有条件的用照度计测量参考光与物光的强度（略），并调整符合要求。）

2、根据光强调好曝光器的曝光时间，（参考值：1－2秒），关上快门，在暗室下装上底片，底片的乳胶面向入射光（用手摸干片一角，有粘手感的一面为乳胶面），走到曝光器后静置2分钟后按曝光按钮曝光。取下曝光后的干片用黑纸包好放到纸盒中，再用黑布包好，拿到暗房显、定影。

3、显影及定影：先显影后定影，显影过程中应不断轻微摇动干片，显影完后放到清水中稍为洗一下，然后放入定影液中，并轻轻摇动干片，定影结束后取出再用清水洗2分钟。

显影时间：40 －100秒，由曝光时间、显影液浓度和温度决定。

定影时间：3－5分钟。

4、物像再现

1）、将全息片的乳胶面向着参考光，并尽可能使光照方向与原来参考光束的方向一致，从照片背面迎着参考光观察。

2）、试改变观察角度，看看物像有什么变化。

3）、移去扩束镜，使激光只照在全息片的一小部分，看看能否观察到整个物像。

4）、把全息片转过180°，使乳胶面面向观察者，用不扩束的激光束照射，再用毛玻璃片在全息片后面移动，接收与观察实像（本步骤略）。

三、注意事项

1、取全息干片和拍摄过程应在全暗

．．的情况下进行，取干片时，手从暗袋袖口伸

进暗袋，严禁翻弄干片,以免乳胶面被破，取出干片后应认真检查干片盒是否盖好

．．．．．．．．．．．。

2、不允许触摸光学元件，在曝光过程中不得触及防震台、不得走动以及大声说话。

3、激光器电压较高，必须注意安全

．．．．．．．．．．．．．．，严禁眼睛对准激光观看。

4、实验过程要关手机，以免突然来电时干片曝光。

5、干片用完时应告诉老师，严禁打开实验室中那2个木箱。

四、思考题

1、简述全息照相与普通照相有什么不同。

2、怎样才能拍摄出一张比较理想的全息图片？

3、试分析在全息实验中参考光和物光入射在干片的夹角太大或太小有什么不好？

4、拍摄全息干片时，光路布置要注意些什么？

5、你怎样理解全息图上每点上都记录了物体上各点光的完全信息？

6、像面全息图上每点是否记录了物体上各点光的完全信息？为什么（选答）

附：显影液和定影液的配制方法

配制显影和定影液过程要十分小心，避免药粉或药剂进入眼睛和嘴吧。

显影液的配制

在烧杯中倒入50度左右的清水800ml，倒入2g米吐尔，搅拌到完全溶化，然后放入无水亚硫酸钠90g、对笨二酚8g、无水碳酸钠48g、溴化钾5g，再加入200ml的水，搅拌至完全溶化即可。

定影液的配制

在50度左右800ml的清水中倒入硫代硫酸钠240g、无水亚硫酸钠15g、冰醋(乙)酸13.5g、硼酸(晶体)7.5g、钾矾15g，加水至1000ml，搅拌至完全溶化即可。

塞曼效应

一、实验内容

拍摄汞546.1nm塞曼效应图片，总结其特点，求出电子的荷质比。

二、操作步骤

参阅课件

三、注意事项

1、F—P标准具已经调节好

．．．．．．．．，请不要再调节

．．．．．．。

2、所有光学元件禁止用手触摸。

3、非防磁手表勿靠近电磁铁。

四、思考题

1、调整法里布-珀罗标准具时，如何判断标准具的两个内平面是否严格平行的？标准具调整不好会产生怎样的后果？

2、在塞曼效应中，标准具有什么作用？

3、在塞曼效应中，滤色片有什么作用？

4、要得到比较理想的图象，光路要满足哪些条件？

5、汞435.8nm谱线是由6s7s3S

1跃迁到6s6p3P

1

产生的，试计算它的塞曼分裂，说

明它的偏振情况，画出能级分裂和跃迁情况图。

6、汞5461A&线在

B=1.10T磁场中的塞曼

分裂 线如图所示，已

知标准具两平面镜的间

距d=2mm，求电子的荷质

比。