近代物理實(shí)驗(yàn)講義第五版

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1、近代物理實(shí)驗(yàn)(第五版)溫州大學(xué)物理與電子信息學(xué)院近代物理實(shí)驗(yàn)講義編寫(xiě)組二零零九年二月140目錄前言…………………………………………………………………………………………3實(shí)驗(yàn)一夫蘭克一赫茲實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………4實(shí)驗(yàn)二半導(dǎo)體激光器實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………9實(shí)驗(yàn)三近紅外分光光度計(jì)實(shí)驗(yàn)………………………………………………………21實(shí)驗(yàn)四激光全息照相實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………27實(shí)驗(yàn)五原子發(fā)射光譜實(shí)驗(yàn)(一)…………………………………………………………35實(shí)驗(yàn)六原子發(fā)射光譜實(shí)驗(yàn)(二)……………

2、……………………………………………39實(shí)驗(yàn)七光磁共振實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………………44實(shí)驗(yàn)八功能材料制備實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………51實(shí)驗(yàn)九盧瑟福散射實(shí)驗(yàn)………………………………………………………………57實(shí)驗(yàn)十原子力顯微鏡實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………62實(shí)驗(yàn)十一核磁共振實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………………74實(shí)驗(yàn)十二微波自動(dòng)測(cè)量線(xiàn)實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………81實(shí)驗(yàn)十三X射線(xiàn)發(fā)射譜實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………86實(shí)驗(yàn)十四塞曼效應(yīng)實(shí)

3、驗(yàn)…………………………………………………………………97實(shí)驗(yàn)十五功能材料測(cè)試實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………103實(shí)驗(yàn)十六　全息平面光柵制作實(shí)驗(yàn)………………………………………………………106實(shí)驗(yàn)十七　喇曼光譜實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………………111實(shí)驗(yàn)十八　生物倒置顯微鏡實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………119　實(shí)驗(yàn)誤差與數(shù)據(jù)處理………………………………………………………………………126參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………138　　　后記…………………………………………

4、………………………………………………140140前言實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，又是檢驗(yàn)物理理論的唯一手段。特別是現(xiàn)代物理學(xué)的興起，更和實(shí)驗(yàn)有著密切的聯(lián)系。正是實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，不斷地揭示和發(fā)現(xiàn)各種新的物理學(xué)現(xiàn)象，日益加深人們對(duì)客觀(guān)世界規(guī)律的認(rèn)識(shí)，從而推動(dòng)著物理學(xué)的向前發(fā)展。近代物理實(shí)驗(yàn)是繼普通物理實(shí)驗(yàn)和電子電工實(shí)驗(yàn)之后為物理系高年級(jí)學(xué)生開(kāi)設(shè)的一門(mén)重要的實(shí)驗(yàn)課程。在近代物理實(shí)驗(yàn)要做的十多個(gè)實(shí)驗(yàn)中，有在近代物理學(xué)發(fā)展史上堪稱(chēng)里程碑的著名實(shí)驗(yàn)，也有與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中常用實(shí)驗(yàn)方法或現(xiàn)代技術(shù)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)。與普通物理實(shí)驗(yàn)相比，近代物理實(shí)驗(yàn)所涉及的知識(shí)面很廣，具有較強(qiáng)的綜合性和技術(shù)

5、性。我們開(kāi)設(shè)近代物理實(shí)驗(yàn)，一方面使同學(xué)們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)物理實(shí)驗(yàn)對(duì)近代物理規(guī)律發(fā)現(xiàn)和近代物理理論的建立所起的重大作用，加深對(duì)近代物理概念和規(guī)律的理解。另一方面，使同學(xué)們能掌握近代物理及現(xiàn)代技術(shù)中的一些常用實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能，進(jìn)一步培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，使同學(xué)們獲得一定程度的用實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)研究物理問(wèn)題的獨(dú)立工作能力。因此，學(xué)好近代物理實(shí)驗(yàn)是十分重要的。為了完成好近代物理實(shí)驗(yàn)，除了一般物理實(shí)驗(yàn)要求之外，特別要求同學(xué)們做到以下二點(diǎn)：第一，認(rèn)真做好預(yù)習(xí)。與普通物理實(shí)驗(yàn)相比，各個(gè)近代物理實(shí)驗(yàn)的原理和使用的儀器設(shè)備都要復(fù)雜、精密得多。因此要求同學(xué)們一定要化足夠時(shí)

6、間做好預(yù)習(xí)，可以先到近物實(shí)驗(yàn)室看看，預(yù)先了解各實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的特性與使用方法。不預(yù)先懂得實(shí)驗(yàn)原理，不掌握實(shí)驗(yàn)儀器的特性、操作要領(lǐng)和實(shí)驗(yàn)步驟等，是斷然做不好近代物理實(shí)驗(yàn)的。第二，在教師指導(dǎo)下，要獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。培養(yǎng)獨(dú)立工作能力，是開(kāi)設(shè)近代物理實(shí)驗(yàn)的重要目的之一，也是大學(xué)高年級(jí)學(xué)生應(yīng)具備的能力之一。教師只是起指導(dǎo)作用。從每個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理了解，每臺(tái)儀器特性掌握，到實(shí)驗(yàn)步驟確定，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等，都要求同學(xué)們能獨(dú)立完成。同學(xué)們要認(rèn)真閱讀本講義，也要查閱、研究其他文獻(xiàn)資料，還要積極思考、不斷探索，獨(dú)立解決遇到各種問(wèn)題。最后，祝同學(xué)們順利完成近代物理實(shí)驗(yàn)課程！近代物

7、理實(shí)驗(yàn)室一九九八年六月140實(shí)驗(yàn)一夫蘭克—赫茲實(shí)驗(yàn)1931年，尼·玻爾在描繪氫原子光譜規(guī)律經(jīng)驗(yàn)公式的基礎(chǔ)上建立了新的原子結(jié)構(gòu)理論，提出原子只能較長(zhǎng)久地停留在一些穩(wěn)定狀態(tài)（稱(chēng)為定態(tài)），每一定態(tài)，對(duì)應(yīng)一定的能量，叫能級(jí)。玻爾認(rèn)為：各定態(tài)的能量是分立的，原子躍遷時(shí)只能吸收或輻射相當(dāng)于二定態(tài)能量差的能量。1941年，夫蘭克和赫茲使用慢電子與稀薄汞氣體的汞原子碰撞而進(jìn)行一定能量的交換，測(cè)量出汞原子的激發(fā)電勢(shì)，從而直接證明了原子能級(jí)的存在，清晰地顯示了原子能級(jí)的圖像，為玻爾理論提供依據(jù)。夫蘭克—赫茲實(shí)驗(yàn)成為探索原子結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)。幾年來(lái)，夫蘭克—赫茲實(shí)驗(yàn)已作了改進(jìn)，不

8、用汞原子蒸氣而用氬原子氣體，在常溫下氬