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1、实验3-3 氢氘光谱,南开大学基础物理实验教学中心 近代物理实验室,提要,实验背景和目的实验器件原理思考问题注意事项参考文献,实验背景和目的,1 实验背景氢原子光谱在可见光和近紫外区有很多条谱线，构成一个很有规律的系统。在1985年，巴耳末(J.J.Balmer)发现了巴耳末公式。1913年，玻尔（N.Bohr）发展了氢原子理论，玻尔理论对原子内部情况的揭示获得了显著的成功。1914年，玻尔进一步讨论了氢核质量不是无穷大的情况下，氢核和核外电子的相互运动后，氢原子光谱的理论计算结果和实验结果获得了更进一步的一致。这一理论也被用来证实了氢的同位素-氘的存在。在1932年，尤雷（H.C.Urey）
2、获得了氘的光谱，发现理论计算结果和实验结果十分符合，这样就肯定了氘的存在。2 实验目的测量氢和氘的光谱线波长，并计算电子质量和质子质量之比。,实验器件,对平面光栅射谱仪进行了改造，利用CCD替代了原来的银盐干板采集光谱信息，利用计算机软件对数据进行采集和处理，具有实时性。体现了利用现代技术对传统实验的改造。,实验系统,计算公式,不考虑原子核运动的情况下，氢和类氢原子的巴耳末线系对应的光谱线波数为：,其中,为电子质量，,为电子电荷，,为普朗克常数，,为真空介电常数，,为光速，,为原子序数，,计算公式,此时类氢原子的里德伯常数可写成：,表示原子核质量为无穷大时的值。严格说来，在类氢原子问题中，我们应当考虑核的运动，也就是说应当考虑两个粒子（电子和核）在库仑相互作用下的两体运动问题。,里德伯常数应进一步表示为：,氢和氘的里德伯常数,和,对于氢和氘的巴耳末线系对应的同一条谱线，它们的波长差,可以通过下式得到：,为质子质量,是,和,由上式可知，只要从实验中测得氢和氘二对应波长，即可由,和,算出电子质量和质子质量之比。,中的任一个。,数据处理,a,b,1,x,2,用“内插法”求未知波长示意图,思考题:,氢的同位素光谱实验主要讲的是什么实验仪器各部分名称和作用本实验测量哪些数据,
