《用小型棱鏡攝譜儀測量激光的主譜線波長》

《《用小型棱鏡攝譜儀測量激光的主譜線波長》》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、評分：大學(xué)物理實驗設(shè)計性實驗實驗報告實驗題目：用小型棱鏡攝譜儀測量激光的主譜線波長班級：電信06-1姓名：林松學(xué)號：22指導(dǎo)教師：王德明茂名學(xué)院技術(shù)物理系大學(xué)物理實驗室實驗日期：2007年11月29日實驗26《用小型棱鏡攝譜儀測量激光的主譜線波長》實驗提要實驗課題及任務(wù)《用小型棱鏡攝譜儀測量激光的主譜線波長》實驗課題任務(wù)是，用小型棱鏡攝譜儀測量激光的波長。實驗提示在實驗室現(xiàn)有的條件下，用小型棱鏡攝譜儀來測量激光光譜主譜線的波長，有兩種方法。⑴讀譜法：參閱以開實驗MP-2《光譜的拍攝與測量》，的讀譜方法。⑵攝譜法：參閱以開實驗MP-2《光譜的拍攝與測量》，的攝譜方法。學(xué)生根據(jù)

2、自己所學(xué)知識，設(shè)計出《用小型棱鏡攝譜儀測量激光的主譜線波長》的整體方案，內(nèi)容包括：(寫出實驗原理和理論計算公式；選擇測量儀器；研究測量方法；寫出實驗內(nèi)容和步驟。)然后根據(jù)自己設(shè)計的方案，進行實驗操作，記錄數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)處理，得出實驗結(jié)果。按書寫科學(xué)論文的要求寫出完整的實驗報告。設(shè)計要求與提示⑴采用讀譜法測量激光波長，方法和《光譜的拍攝與測量》實驗的讀譜法基本上是相同的，不同的是如何將已知光源和待測光源的光，同時照射到攝譜儀的狹縫上(這是該實驗的關(guān)鍵)，再通過讀譜儀進行測量，測量方法和《光譜的拍攝與測量》相同。⑵采用攝譜法測量激光波長，方法和《光譜的拍攝與測量》實驗的攝譜法基

3、本相同，但問題的是如何將已知光譜和待測光譜的光強調(diào)配好，因為激光的光強比汞燈和鈉燈都強得多，拍攝時的曝光時間要掌握準(zhǔn)確，否則排出的底片洗出沖洗后效果不好，甚至失敗。這樣就需要設(shè)計好各次曝光時間、顯影時間、定影時間，顯影、定影藥液的選擇與配置，測量譜線距離時要用讀數(shù)顯微鏡測量等。⑶該實驗有多種方法，可以根據(jù)上面的提示來設(shè)計，也可以根據(jù)自己的設(shè)想和方法來設(shè)計。⑷選擇實驗儀器，小型棱鏡攝譜儀、光源(汞燈、鈉燈、激光器)、讀數(shù)顯微鏡、聚光鏡、光譜干板及沖洗設(shè)備。⑸設(shè)計出實驗方法和實驗步驟，要具有可操作性。⑹實驗結(jié)果用標(biāo)準(zhǔn)形式表達(dá)，即用不確定度來表征測量結(jié)果的可信賴程度。實驗所用公式

4、及物理量符號提示參閱《大學(xué)物理實驗補充講義》，實驗MP-2《光譜的拍攝與測量》一文。評分參考(10分)⑴正確的寫出實驗原理和計算公式，2分；⑵設(shè)計出儀器可行設(shè)置，2分；⑶做好實驗前的準(zhǔn)備，1分；⑷寫出實驗內(nèi)容及步驟，2分；；⑸制作實驗器材和實驗室條件的合理應(yīng)用，1分；⑹寫出完整的實驗報告，2分；(其中實驗數(shù)據(jù)處理，1分、實驗結(jié)果，0.5分，整體結(jié)構(gòu)，0.5分)學(xué)時分配實驗驗收，4學(xué)時，在實驗室內(nèi)完成；教師指導(dǎo)(開放實驗室)和開題報告1學(xué)時；提交整體設(shè)計方案時間學(xué)生自選題后2～3周內(nèi)完成實驗整體設(shè)計方案并提交。提交整體設(shè)計方案，要求電子版，用電子郵件發(fā)到指導(dǎo)教師的電子郵箱里。

5、思考題⑴如何使用哈特曼光闌？⑵狹縫調(diào)節(jié)在什么范圍內(nèi)較合適？⑶裝底片應(yīng)該在什么條件下安裝？⑷如何降低激光的光強？⑸測量光譜底片時要注意什么？用小型棱鏡攝譜儀測量激光的主譜線波長實驗?zāi)康模海保私饫忡R攝譜儀的構(gòu)造原理。２．掌握棱鏡攝譜儀的調(diào)節(jié)方法和攝譜技術(shù)。３．學(xué)會用照相法測定某一光譜線的波長。實驗儀器：小型棱鏡攝譜儀、光源(汞燈、鈉燈、激光器)、讀數(shù)顯微鏡實驗原理：1、光譜和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系：每種物質(zhì)的原子都有自己的能級結(jié)構(gòu)，原子通常處于基態(tài)，當(dāng)受到外部激勵后，可由基態(tài)遷到能量較高的激發(fā)態(tài)。由于激發(fā)態(tài)的不穩(wěn)定，處于高能級的原子很快就返回基態(tài)，此時發(fā)射出一定能量的光子的波長（或頻

6、率）由對應(yīng)兩能級之間的能量差ΔEi決定。ΔEi=Ei–Eo,Ei和Eo分別表示原子處于對應(yīng)的激發(fā)態(tài)和基態(tài)的能量。即ΔEi=hvi=hc/λi或λi=hc/ΔEi式中，I=1,2,3,…，h為普朗克常數(shù)，c為光速。2、小型棱鏡攝譜儀的基本光路：狹縫S1和準(zhǔn)直鏡（平行光管）L1組成準(zhǔn)直系統(tǒng)，將待測光先行會聚到狹縫上，以增加光強；棱鏡P作為色散元件，把投射到第一折射面的不同波長的平行光，經(jīng)折射后分成沿不同方向的平行光（因為物質(zhì)的折射率因波長而變）；照相物鏡L2和焦平面F處的記錄材料組成光譜的接收系統(tǒng)。由于物鏡L2將不同方向的平行光依次會聚在焦平面上。故形成光譜，為使整個光譜都清晰

7、，焦平面F的方位必須細(xì)心調(diào)節(jié)。鼓輪測微目鏡3、棱鏡攝譜儀的構(gòu)造（１）準(zhǔn)直管準(zhǔn)直管由狹縫S1和透鏡L1組成。S1位于L1的物方焦平面上。被分析物質(zhì)發(fā)出的光射入狹縫，經(jīng)透鏡L1后就成為平行光。實際使用中，為了使光源S射出光在S1上具有較大的照度，在光源與狹縫之間放置會聚透鏡L，使光束會聚在狹縫上。（２）棱鏡部分主要是一個（或幾個）棱鏡P，利用棱鏡的色散作用，將不同波長的平行光分解成不同方向的平行光。（３）讀譜裝置包括測微目鏡，使目鏡水平方向左右移動的手輪、絲杠、滑塊、導(dǎo)軌和支架，還包括讀出目鏡位置值用的標(biāo)尺和100分度