同位素光谱——氘原子光谱19系04级姓名刘畅畅日期2006年4月7日、14日学号PB04204051实验目的：本实验以氘原子光谱为研究对象，研究获得同位素光谱的实验方法、分析方法及其在微观测量中的应用。实验原理：一．氢和它的同位素的光谱形成及特点。根据玻尔理论，原子的能量是量子化的，即具有分立的能级。当电子从高能级跃迁到低能级时，原子释放出能量，并以电磁波形式辐射。氢和类氢原子的巴耳末线系对应光谱线波数为：（1）其中为原子核质量，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。因此类氢原子的里德伯常数可写成：（2）若，即假定原子核不动，则有：（3）因此，（4）由此可见，随原子核质量变化，对于不同的元素或同一元素的不同同位素值不同。对影响很小，因此氢和它的同位素的相应波数很接近，在光谱上形成很难分辨的双线或多线。二．氢和氘的里德伯常数。设氢和氘的里德伯常数分别为和，则：氢、氘光谱线的波数、分别为（5）（6）氢和氘光谱相应的波长差为（7）因此，通过实验测得氢和氘的巴耳末线系的前几条谱线的谱长及其波长差，即可求得氢与氘的里德伯常数和。根据式（4）有：（8）（9）其中和分别为氢和氘原子核的质量。式（8）除以式（9），得：（10）从式（10）可解出：（11）式中为氢原子核质量与电子质量比，公认值为1836.1515。因此将通过实验测得的代入式（11），可求得氘与氢原子核的质量比。三．实验方法实验中，用氢氘放电管作为光源，用摄谱仪拍摄光谱。氢氘放电管是将氢气和氘气充入同一放电管中，当一定的高压加在放电管两极上时，管内的游离电子受到电场作用飞向阳极，并因此获得越来越大的动能。当它们与管中的氢、氘分子碰撞时，使氢氘分子离解为氢原子和氘原子，并进入激发状态，当它们回到低能级时产生光辐射。测量谱线波长采用线性插入法。实验内容与分析：一．熟悉仪器的结构、各调节旋钮的作用及仪器的特性参数（1）根据分光方式不同，摄谱仪可分为光栅摄谱仪和棱镜摄谱仪两类，它们都可用于拍摄氘光谱。WSP-1型两米光栅摄谱仪的特性参数如下：工作波段为，仪器焦距，拍摄氢氘光谱使用一级闪烁波长、的光栅，仪器一级光谱线色散率的倒数为，谱面全长，因此一次摄谱范围为。（2）氢氘放电管，摄谱仪的光源，由调压变压器和霓虹灯变压器点燃。（3）映谱仪，又称光谱投影仪，是放大光谱底板的仪器，主要用于光谱谱线测量。（4）阿贝比长仪，是阿贝设计的精密计量仪器，用于长度...
