多功能光柵光譜儀的使用及實驗 -.ppt

ID:52095332

大?。?79.50 KB

頁數(shù):23頁

時間:2020-03-31

多功能光柵光譜儀的使用及實驗 -.ppt_第1頁
多功能光柵光譜儀的使用及實驗 -.ppt_第2頁
多功能光柵光譜儀的使用及實驗 -.ppt_第3頁
多功能光柵光譜儀的使用及實驗 -.ppt_第4頁
多功能光柵光譜儀的使用及實驗 -.ppt_第5頁
資源描述:

《多功能光柵光譜儀的使用及實驗 -.ppt》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在教育資源-天天文庫。

1、多功能光柵光譜儀的使用-氫(氘)、鈉原子發(fā)射光譜的研究一、原理WGD-8A型組合式多功能光柵光譜儀,由光柵單色儀,接收單元,掃描系統(tǒng),電子放大器,A/D采集單元,計算機組成。該設備集光學、精密機械、電子學、計算機技術于一體。光學系統(tǒng)采用的是切爾尼--特納裝置(C-T)型,如圖所示。儀器設備光譜儀的工作原理圖光電信號前置放大器放大的光電信號增益控制信號系統(tǒng)控制信號光譜數(shù)字信號/變換/變換步進電機控制信號負高壓控制信號負高壓電源步進電機驅動電源負高壓2131電子計算機步進電機驅動脈沖光譜儀的探測器為光電倍增管或CCD,用光電倍增管時,出射光

2、通過狹縫S2到達光電倍增管。用CCD做探測器時,轉動小平面反射鏡M1,使出射光通過狹縫S3到達CCD,CCD可以同時探測某一個光譜范圍內的光譜信號。光信號經(jīng)過倍增管(或CCD)變?yōu)殡娦盘柡?,首先?jīng)過前置放大器放大,再經(jīng)過A/D變換,將模擬量轉變成數(shù)字量,最終由計算機處理顯示。前置放大器的增益、光電倍增管的負高壓和CCD的積分時間可以由控制軟件根據(jù)需要設置。前置放大器的增益現(xiàn)為1,2,…,7七個檔次,數(shù)越大放大器的增益越高。光電倍增管的負高壓也分為1,2,…,7七個檔次,數(shù)越大所加的負高壓越高,每檔之間負高壓相差約200V。CCD的積分時

3、間可以在10ms-40s之間任意改變。掃描控制是利用步進電機控制正弦機構(根據(jù)光柵方程,波長和光柵的轉角成正弦關系,因此采用正弦機構。)中絲杠的轉動,進而使光柵轉動實現(xiàn)的。步進電機在輸入一組電脈沖后,就可以轉動一個角度,相應地絲杠上螺母就移動一個固定的距離。每輸入一組脈沖,光柵的轉動便使出射狹縫出射的光波長改變0.1nm。B|ΥNPGOxl圖2-2正弦機構原理本儀器主要做發(fā)射光譜實驗!所謂發(fā)射光譜就是物質在高溫狀態(tài)或因受到帶電粒子的撞擊而激發(fā)后直接發(fā)出的光譜。由于受激時物質所處的狀態(tài)不同,發(fā)射光譜有不同的形狀,在原子狀態(tài)中為明線光譜,如

4、鈉燈、汞、氫氘燈等。在分子狀態(tài)中為帶光譜,如氮放電燈;在熾熱的固態(tài)、液態(tài)或高壓主氣體中為連續(xù)光譜,如鎢燈、氘燈等。由于不同的元素的原子能級結構各不相同,每種元素的光譜也猶如人的指紋一樣具有自己的特征。特別是一種元素都有被稱為“住留譜線”(RU線)特征譜線,如果試樣的光譜中出現(xiàn)了某種元素的“住留譜線”,就是說試樣中含有該元素。實驗原理(一)氫與氘原子光譜:巴爾末總結出的可見光區(qū)氫光譜線的規(guī)律為:式中為氫光譜線的波長,取3、4、5等整數(shù)。若改用波數(shù)表示譜線,由于則上式變?yōu)槭街?09678cm-1叫氫的里德伯常量。由玻爾理論或量子力學得出的類

5、氫離子光譜規(guī)律為:上式的是元素A的理論里德伯常量,z是元素A的核電荷數(shù),n1,n2為整數(shù),m和e是電子的質量和電荷,是真空介電常量,c是真空中的光速,h是普朗克常量,MA是核的質量。顯然,RA隨A不同略有不同,當MA→∞時,便得到里德伯常量:所以應用到H和D有:可見RD和RH是有差別的,其結果就是D的譜線相對于H的譜線會有微小位移,叫同位素位移。是能夠直接精確測量的量,測出也就可以計算出RH,RD和里德伯常量,同時還可計算出D,H的原子核質量比:式中是已知值。注意,式中各是指真空中的波長。同一光波,在不同介質中波長是不同的。我們的測量往

6、往是在空氣中進行的,所以應將空氣中的波長轉換成真空中的波長。但在實際測量當中,受所用的實驗儀器的精度限制,這種變化可以忽略不計。氫的特征譜紫外部分:賴曼系:可見光部分:巴爾末系:紅外部分:帕邢系:布喇開系:蓬得系:漢弗萊斯系:鈉光譜實驗鈉原子由一個完整而穩(wěn)固的原子實和它外面的一個價電子組成。原子的化學性質以及光譜規(guī)律主要決定于價電子。與氫原子光譜規(guī)律相仿,鈉原子光譜線的波數(shù)可以表示為兩項差其中為有效量子數(shù),當無限大時,,為線系限的波數(shù)鈉原子光譜項T=它與氫原子光譜項的差別在于有效量子數(shù)不是整數(shù),而是主量子數(shù)n減去一個數(shù)值Δ,即量子修正Δ

7、,稱為量子缺。量子缺是由原子實的極化和價電子在原子實中的貫穿引起的。堿金屬原子的各個內殼層均被子電子占滿,剩下的一個電子在最外層軌道上,此電子稱為價電子,價電子與原子的結合較為松散,與原子核的距離比其他內殼層電子遠得多,因此可以把除價電子之外的所有電子和原子核看作一個核心,稱為原子實。由于價電子電場的作用,原子實中帶正電的原子核和帶負電的電子的中心會發(fā)生微小的相對位移,于是負電荷的中心不再在原子核上,形成一個電偶極子。極化產(chǎn)生的電偶極子的電場作用于價電子,使它受到吸引力而引起能量降低。同時當價電子的部分軌道穿入原子實內部時,電子也將受到

8、原子產(chǎn)的附加引力,降低了勢能,此即軌道貫穿現(xiàn)象。原子能量的這兩項修正都與價電子的角動量有關,角量子數(shù)越小,橢圓軌道的偏心率就越大,軌道貫穿和原子實極化越顯著,原子能量也越低。因此,價電子越靠近原子實,即n越

當前文檔最多預覽五頁,下載文檔查看全文

此文檔下載收益歸作者所有

當前文檔最多預覽五頁,下載文檔查看全文
溫馨提示:
1. 部分包含數(shù)學公式或PPT動畫的文件,查看預覽時可能會顯示錯亂或異常,文件下載后無此問題,請放心下載。
2. 本文檔由用戶上傳,版權歸屬用戶,天天文庫負責整理代發(fā)布。如果您對本文檔版權有爭議請及時聯(lián)系客服。
3. 下載前請仔細閱讀文檔內容,確認文檔內容符合您的需求后進行下載,若出現(xiàn)內容與標題不符可向本站投訴處理。
4. 下載文檔時可能由于網(wǎng)絡波動等原因無法下載或下載錯誤,付費完成后未能成功下載的用戶請聯(lián)系客服處理。
关闭