单色仪的定标实验中汞光谱两条谱线的补充标定

单色仪的定标实验中汞光谱两条谱线的补充标定

翟林华　征　洋　姚关心　金　伟　张洪涛　方　涛

(安徽师范大学物理与信息工程学院安徽芜湖241000)

摘　要:讨论了普通物理光学实验有关教材中单色仪定标实验中定标所依据的汞光谱谱线标定问题,通过实验确定了实验可以明显观察到而未能标定的谱线,对原有教材有关内容给出了必要的补充.

关键词:单色仪定标;汞光谱;谱线标定

Two spectral lines supplemented to the Hg spectrum in

the monochromator scaling experiment

ZHAI Lin-hua　ZHENG Yang　YAO Guan-x in　JIN Wei

ZHANG Hong-tao　FANG T ao

(Department of Physics and Info rmation,Anhui Normal University,Wuhu,Anhui,241000)

Abstract:It is sug gested that tw o easily observable spectr al lines should be supplem ented to the Hg spectrum attached to the monochr omator scaling exper im ent in the lecture book,and their w avelengths have been sug gested based on the measurement and co nsulting the comprehensive Hg spectrum

Key words:mo no chromator scaling;H g spectr um;spectral line scaling

1　引　言

光学实验中的单色仪定标实验是通过学生观察单色仪所给出的能够清晰观察到的汞光谱可见光的若干条较强的标定谱线对单色仪定标的.教材〔1〕列表给出了相关的汞光谱标定谱线以提供实验依据.这些谱线涵盖了汞光谱从紫光到红光的可见光部分,如表1所示.

实际上通过单色仪除了可以观察到上述谱线以外,还可以明显观察到其它若干条谱线,除了其中强度较弱的以外,尚有与上述谱线强度相当的,处于重要光谱位置的其它谱线.具体说来,在教材标定的蓝绿色和绿色之间可以观察到波长约在500nm的两条谱线,谱线强度和已标定谱线的强度标准相比,强度应为弱谱线,但强于标定谱线中最弱的谱线,通过单色仪仍然可以明显观察到.由于这两条未标定谱线的存在,而且处于光谱显著的位置上,因而较为准确地标定这两条谱线对于这一实验是十分必要的.

2　谱线的测定

为了测定汞光谱中上述谱线的波长位置,实验中采用单色仪定标,实验所使用的高压汞灯为待定光源,以铁的发射光谱为标准,采用W-P1型1m光栅摄谱仪和1200痕/mm的透射光栅对中心位置在510nm的铁和汞一级光谱用全色胶片摄谱.摄谱采用的狭缝宽度铁光谱为10 m,汞光谱为20 m.仪器的光谱分辨率为0.8nm/mm.经过调整曝光条件,摄得蓝

表1　汞灯主要光谱线波长表颜色

波长/nm

强度紫色

404.66407.78410.81433.92434.75435.84强中弱弱中强蓝绿色

491.60496.03(502.65)(504.58)强中弱弱绿色

535.41536.51546.07567.59弱弱强弱黄色

576.96579.07585.92589.02强强弱弱橙色607.26612.33弱弱红色623.44中深红色

671.62690.72708.19

中中弱

绿光部分谱线如图1所示.

图1　汞灯蓝绿光部分谱线

照片上方为铁光谱,下方为汞光谱.通过和铁光谱的对比,可以看出,汞光谱较强的一对谱线中的左方第一条谱线波长为491.60nm,第二

条波长为496.03nm ,均为表1中已标定谱线.它们左边较弱的两条谱线应为需要补充录

入表1的有待确定波长的谱线.事实上这一点可以通过对比照片上的谱线间距和表1看出.

待定谱线的波长可以通过对比标准铁光谱的已知谱线波长,采用内插法〔2〕

较为准确的确定.图1照片上汞光谱左起第二条谱线在铁光谱波长为5027.3nm 和5022.3nm 的两条谱线之间;左起第一条谱线在波长为5049.9nm 和5041.8nm 的两条谱线之间.通过在阿贝比长仪上分别测定各谱线的相对位置,采用内插法,计算求得两条谱线波长值分别为502.62nm 和504.70nm,考虑到仪器精度和测量中谱线可能的定位误差,通过对比,发现从“光谱线波长

表”〔3〕中查得标定的汞光谱谱线波长和教材〔

1〕表1中数据基本一致(例外的是“光谱线波长表”〔3〕

中没有标出496.03nm 的谱线),因而采

用表〔3〕

中谱线分别为502.65nm 和504.58nm 的相应波长数据作为参考数值可能更为合理(见表1中括号内数值).3　结　论

普通物理单色仪定标实验教材所列出的作为定标依据的汞光谱表中,未能完全列出可以参照对单色仪定标的强度较大的谱线.建议在谱线波长表中补充列入波长分别为502.65nm 和504.58nm 的位于蓝绿色区域的两条谱线,以使教材更加完善.4　参考文献

1　杨述武主编.普通物理实验(光学部分).北京:高等

教育出版社,1993.98～104

2　吴讠永华等.近代物理实验.合肥:安徽教育出版社,1987.7

3　冶金工业部科技情报产品标准研究所编译.光谱线波长表.北京:中国工业出版社,1971.679

(2001-05-30收稿)