实验报告19系04级姓名王承乐日期06.04.08,06.04.15评分实验题目:同位素光谱——氘原子光谱实验目的: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: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。设氢和氘的里德伯常数分别为和，氢、氘光谱线的波数、分别为n=3,4,5…（5）n=3,4,5…（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，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。实验方法1.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。用碳棒与铁棒作为电极的两极,加高压击穿空气,得到铁弧光.用摄谱仪在同一张底片分别拍摄氢氘光谱和铁光谱.2.测量谱线波长采用线性插入法。其基本原理是,在光谱图片间隔很小的范围内,摄谱仪的线色散可认为是常数,即谱线间隔与谱线波长差成正比.由于铁弧光谱谱线丰富,遍布整个可见及紫外范围,其各谱线波长已被精确测定并制成铁光谱图,因此常作为测定未知谱线的标准比较光源.为此,常利用摄谱仪的哈德曼光阑,在不移动暗盒的情况下,并排拍摄未知光谱和铁光谱,并根据铁谱测定未知谱线的波长,测定方法如下:待测谱线位于铁谱线和之间,和两条谱线相距为,为和之间的距离,则实验步骤:1.先在暗室中装好底片.2.调节摄谱仪,按照规定的时间分别拍下铁和氢氘光谱.在...
