对小型棱镜摄谱仪实验的改进
小型棱镜摄谱仪实验指导书
小型棱镜摄谱仪观测测原子光谱一、实验目的：1．学习摄谱、识谱和谱线测量等光谱研究的基本技术；2．通过测量氢光谱可见谱线的波长，验证巴耳末公式的准确性，准确测定氢的里德伯常数。
3．观察钠光谱二、实验仪器：小型棱镜摄谱仪、电火花发生器、钠光灯 二、实验原理：氢原子光谱光谱线波长是由产生这种光谱的原子能级结构所决定的。
每一种元素都有自己特定的光谱，所以称它为原子的标识光谱。
光谱实验是研究探索原子内部电子的分布及运动情况的一个重要手段。
巴尔末,1825-1898)发现，在可见光区氢原子谱线可以由下面公式确定：）（221211nR H -=λ（4-1） 其中n 是大于2的整数，H R 是实验常数，称为里德伯(Rydberg)常数。
由上式确定的氢谱线为巴尔末线系，当n ＝3，4，5，6时，所得的谱线分别标记为αH 、βH 、γH 、σH 。
以这些经验公式为基础， (玻尔,1885-1962) 建立了氢原子的理论(玻尔模型)，并从而解释了气体放电时的发光过程。
根据玻尔理论：当原子从高能量的能级跃迁到低能量的能级时，以光子的形式释放能量。
氢原子n 能级上的能量为22048hn me E n ε=（n 是正整数），所以光子的波数())11()11(81122022022040nn R n n c h me E E hc H n -=-=-=ελ (4-2) 其中0n =1，2，3……， n = 0n +1，0n +2，0n +3……。
根据玻尔模型得到里德伯常数的理论值为ch me R H 32048ε= （4-3）代入各常数值计算，R H ＝ 373 153 4×107m －1。
该值与实验值十分接近。
实验装置及操作要点：本实验选用小型棱镜摄谱仪，通过照相法测定光谱线的波长。
如果不用照相机拍片，而是在输出端用测微目镜读数，则此装置称为“读谱仪”。
小型棱镜摄谱仪的光路见图4-2。
摄谱仪的内部各光学元件的调整步骤大致如下：将摄谱仪及附件按图4-2a 布置，S 为待测光源。
棱镜摄谱仪实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除棱镜摄谱仪实验报告篇一：棱镜摄谱和光谱分析棱镜的摄谱和光谱分析第90组姓名:龚俊辉学号:pb05013225实验目的:学会使用棱镜摄谱仪并能用它摄取光谱线,对所摄取的光谱进行光谱分析.实验器材:棱镜摄谱仪,氦放电管,电弧发生器等.实验原理:(1)棱镜摄谱仪:棱镜摄谱仪的构造可以平行光管、棱镜、光谱接收三部分,其原理如图:按所用的波长的不同，摄谱仪可分为紫外、可见、红外三大类，它们所用的棱镜材料也不同；对紫外用水晶或萤石，对可见光用玻璃，对红外线用岩盐等材料.本次实验所用的是可见光范围内的小型棱镜摄谱仪，s 为光源，L为透镜，使s发出的发散光会聚后均匀照亮狭缝，s1为狭缝，以控制入射光的宽度,缝前有光阑,以调节狭缝透光部分的高度.L1的焦距位于s1，这样可以产生平行光，经棱镜折射后再由L2和L3会聚到照相底板F.本实验中所用的氦放电管是获得氦原子光谱的元件,管内充有一定气压的氦气,两端有金属电极,两端加高电压时,管中的游离电子受到电场的加速作用飞向阳极的过程中,与管中的原子相撞使之处于激发态,当这些处于高能量的氦原子跃迁回到低能态时,辐射出光子.(2)光谱的定性分析:本次实验中使用铁谱作为已知谱，中间为氦谱作为未知谱.因为铁光谱谱线丰富，而且几乎每一条谱线的波长都被准确地测定，故只要并列拍摄铁光谱与未知样品光谱.并对所摄的底片进行测量，通过计算即可求出未知谱线的波长.?1和?2为已知的两条铁谱谱线,?x为未知谱线的波长,l1,l2和lx分别为?1,?2和?x处的读数,当?1和?2很靠近时,?2??1与l2?l1近拟成线性关系,因此我们由插入法可得:?x??1?2??1即:?lx?l1l2?l1?x??1?(?2??1)lx?l1l2?l1由此便算出?x的值.实验中必须用投影仪将底片上的谱图放大以便识谱和读谱；台式投影仪上有读数装置，可以直接测量各相邻谱线间的距离，而光谱投影仪则需要将底片放到读数显微镜上来测量相邻谱线的距离.实验内容:(1)使用摄谱仪摄谱:粗调电弧,透镜,狭缝共轴.将透镜靠近狭缝,使透镜中心与光阑中孔等高,再将透镜移近电极架,调节两棒间隙与透镜心等高.细调电弧,透镜,狭缝共轴,透镜的位置应使其出射的圆光斑直径在2cm左右,使狭缝在光斑的中间.在底片匣上装上毛玻璃,手执目镜帖在毛玻璃上进行观察,观察用光阑三个不同的孔时,光谱是否同样均匀明亮,高度是否相同,如上,下孔光谱高度不同,甚至有时看不到光谱,则是不共轴所至致,需按前面重新进行细调工作.调节L0和?等值,使F上成的像清晰.实验中所用到的实验数据为:调好铁弧光源,关上电弧开关,在不改变铁棒间隙的情况下,将铁弧电源接线接到光谱管上,把氦光谱管放到透镜和狭缝之间,点亮氦光谱管,轻移光谱管,使观察到的氦光谱清晰.用已在暗箱中装好的底片的底片盒换下毛玻璃,先关闭摄谱仪前的小遮板再打开底片匣上的大遮板,再次检查光路无误后再用光阑的中孔对氦进行拍摄,曝光时打开小遮板,曝光后关闭小遮板.把氦光源换回成铁弧光源,用光阑的上,下孔各拍摄一次,曝光仍用小遮板控制.关上大遮板,关上电源,取下底片匣到暗室中冲冼底片,对底片进行观察分析.(2)对光谱片进行定性分析:把底片放在投影仪工作台上可以看到放大20倍的谱图.在底片上,中,下三部的中间部分确定待测谱线,该谱线细锐清楚,同时紧邻左右的两条谱线要尽可能的靠近而且清楚.再用读数显微镜确定待测氦谱及相邻的左右的两条铁谱?1和?2的位置,在谱板上找到对应的波长的数值.实验中测得的数据为:第一组:20.301?20.308?20.309321.267?21.258?21.254320.681?20.672?20.6753l1??20.306mml2??21.260mmlx??20.676mm再由铁谱谱线找到与之对应的谱线的波的波长为:篇二：棱镜摄谱仪近代物理实验题目：棱镜摄谱仪的使用和光谱分析学院：xx学院专业：物理学学生姓名：啪啪啪学号：啪啪啪啪啪完成时间：201x 年x月18日棱镜摄谱仪的使用和光谱分析啪啪啪（）摘要：使用棱镜摄谱仪测定了汞灯与氢氘灯的光谱，并以汞灯光谱各谱线位置与其波长的关系进行拟合，计算了氢氘灯光谱各谱线的波长。
棱镜实验总结报告范文(3篇)
第1篇一、实验背景棱镜实验是光学实验中的一种基础实验，旨在验证光的折射现象，并探究不同类型棱镜对光线的偏折效果。
通过棱镜实验，我们可以深入了解光的传播规律，为光学仪器的设计与制造提供理论依据。
本实验报告以一组棱镜实验为例，总结实验过程、结果与分析。
二、实验目的1. 验证光的折射现象。
2. 探究不同类型棱镜对光线的偏折效果。
3. 学习实验操作技能，提高实验分析能力。
三、实验原理当光线从一种介质进入另一种介质时，由于介质折射率的不同，光线会发生折射现象。
棱镜是一种常见的光学元件，由透明介质制成，具有两个或多个表面。
当光线通过棱镜时，会发生折射和反射，从而改变光线的传播方向。
四、实验器材1. 棱镜（包括三棱镜、四棱镜、五棱镜等）。
2. 平行光源。
3. 光具座。
4. 测量尺。
5. 记录本。
五、实验步骤1. 将平行光源照射在棱镜上，使光线垂直入射棱镜表面。
2. 观察并记录光线通过棱镜后的传播方向。
3. 更换不同类型、不同角度的棱镜，重复上述步骤。
4. 比较不同棱镜对光线的偏折效果，分析原因。
六、实验结果与分析1. 光线通过三棱镜后的传播方向发生改变，证明光的折射现象存在。
2. 随着棱镜角度的增加，光线的偏折程度也随之增大。
3. 不同类型棱镜对光线的偏折效果不同，如四棱镜比三棱镜偏折程度大，五棱镜比四棱镜偏折程度大。
4. 实验结果表明，棱镜对光线的偏折效果与棱镜的类型、角度以及光线的入射角度有关。
七、实验讨论1. 实验过程中，我们发现光线在通过棱镜时，其传播方向发生了改变。
这是由于光线在不同介质中传播速度不同，导致光线在界面处发生折射现象。
2. 实验结果与理论相符，验证了光的折射现象的存在。
3. 通过实验，我们了解了不同类型棱镜对光线的偏折效果，为光学仪器的设计与制造提供了理论依据。
八、实验总结1. 本实验验证了光的折射现象，为光学理论的研究提供了实验依据。
2. 通过实验，我们了解了不同类型棱镜对光线的偏折效果，为光学仪器的设计与制造提供了理论支持。
基于回归分析方法的氢原子光谱数据处理
（ ｏ ｅｅｏ Ｅｅｔ ｎｃＩｆｒ ｔ ｎＥ ｇｎｅｉｇ ｏ ｔ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｌｃｒ ｉ ｏｍａｏ ｎｉｅｒ ，Ｓｕｈ—Ｃ ｎｒｌ ｎｖｒｉ ｒＮ ｔ ｎｌｉ ，Ｗｕａ ４ ０ ７ Ｃ ｉａ ｌ ｏ ｎ ｉ ｎ ｅｔ ｉｅ ｔ ｆ ａ ｏａｔ ｓ ａＵ ｓｙ ｏ ｉ ｉｅ ｈｎ ３ ０ ４。 ｈｎ ）
１ 引 言
小型摄谱仪研究氢原子光谱是大学近代物理实 验的首选 内容。传 统的氢原子光谱 实验要经过摄 谱 、暗室处 理 、再测 谱 。在处 理数 据时 是 以铁 原子 光谱 作为 参 考谱 ，测 氢原子 光谱 左 右两条 相邻 的谱 线并用线性 内插得到氢原子的实验光谱。由于传统 方法所需学时较多 ，实验难度较大 ，且对光谱全貌 了解不 直观 ，一般 工 科 院校 难 以进行 实验 。因此近 年 清华 大 学 改 进 了氢 原 子 光 谱 实 验 …— — 即 把 摄 谱改为用测微 目 镜读谱的方法 ，并用氦氖光谱作为 参考 谱线 。这 样 既可 以直观 地 观察氢 原子 光谱 和氦 氖谱的全貌 ，并且在氦氖谱中可以选择多条谱线作 为参考 谱 以提 高测 量精 确性 和减 少误 差 。考 虑 到棱
方 程 就 能 表 示 波 长 与 位 置 的 关 系 ， 由此 得 出 氢原 子 光 谱 的 波 长 。该 方 法 适 用 于一 切 具 有 未知 函数 规 律 的 数据 处 理 问题 。
关 键 词 ：回 归 分 析 方 法 ；氢 原 子 光 谱 ；数 据 处 理 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１７ ４５ （０ ８ ０ ０ ２ ０ ６２— ５ ０ ２ ０ ） ４— ０ ３— ３ 中图 分 类 号 ：０ ３ ４— ３
镜 的色 散 ，测微 目镜Байду номын сангаас给出 的位置 与波 长并 非线性 关
棱镜折射率测量方法的比较及改进
２０１０ ＮＯ．０４ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
科技资讯
数据以及实验操作过程， 我们可以得到以 下结论 改进后的掠入射法操作方法更为简 便。 最小偏向角法需要调节平行光管和狭 缝； 如 果 三 棱 镜 位 置 放 得 不 当 ， 很 难 找 到 出 射光； 测 量 时 需 要 有 动 态 过 程 。 而改进后的 掠入射法只要使两三棱镜帖缝线直接对准 钠光灯罩的出射窗口即可， 并且是静态测 量。 采用改进后的掠入射法测量棱镜折射 率可以有效地降低实验的测量误差，提高 测量精度。 从上面的实验数据来看其精确 度要比最小偏向角法略高些，并且测量数 据也相当稳定；而学生在做最小偏向角法 实 验 时， 由 于 个 人 操 作 技 巧 、 手感好坏等主 观因素的影响，测量数据就不会很稳定，误 差会更大。 改进后的掠入射法其实验内涵更丰 富。 最小偏向角法现象单一，知识点不丰 富，纯属验证性实验；掠入射法现象多样， 知识点又丰富，可以引发学生对各种现象 进行思考、 解释，更加深刻理解光学原理。 它既可以作为验证性实验， 也可以作为设 计性实验。 因此，笔者认为，改进后的掠入 射法测量棱镜折射率的方案是优于最小偏 向角法测量方法，并且也优于原来教学中 采用的掠入射法测量方案， 可作为此实验 的扩充内容，在学生实验课中使用。
２ 两种方法的比较
最小偏向角法的测量原理与理论依据 很完善，但操作是动态过程，即在转动棱镜 时出射光线的位置在变动。 只有当入射光 线停止沿原来方向移动，继而反方向移动 的某一时刻对应的位置才是最小偏向角的 位置。 学生在操作时很难精确把握到这一 位置， 因 此 会 引 起 人 为 操 作 误 差 ， 增 加 测 量
表 １ 最小偏向角法实验数据
参考文献
棱镜摄谱仪实验报告doc
棱镜摄谱仪实验报告篇一：《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》评分：大学物理实验设计性实验实验报告实验题目：用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长班级：电信06-1姓名：林松学号： 22指导教师：茂名学院技术物理系大学物理实验室实验日期：XX 年11 月29 日实验26 《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》实验提要实验课题及任务《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》实验课题任务是，用小型棱镜摄谱仪测量激光的波长。
实验提示在实验室现有的条件下，用小型棱镜摄谱仪来测量激光光谱主谱线的波长，有两种方法。
⑴读谱法：参阅以开实验MP-2《光谱的拍摄与测量》，的读谱方法。
⑵摄谱法：参阅以开实验MP-2《光谱的拍摄与测量》，的摄谱方法。
学生根据自己所学知识，设计出《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》的整体方案，内容包括：(写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；研究测量方法；写出实验内容和步骤。
)然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果。
按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。
设计要求与提示⑴采用读谱法测量激光波长，方法和《光谱的拍摄与测量》实验的读谱法基本上是相同的，不同的是如何将已知光源和待测光源的光，同时照射到摄谱仪的狭缝上(这是该实验的关键)，再通过读谱仪进行测量，测量方法和《光谱的拍摄与测量》相同。
⑵采用摄谱法测量激光波长，方法和《光谱的拍摄与测量》实验的摄谱法基本相同，但问题的是如何将已知光谱和待测光谱的光强调配好，因为激光的光强比汞灯和钠灯都强得多，拍摄时的曝光时间要掌握准确，否则排出的底片洗出冲洗后效果不好，甚至失败。
这样就需要设计好各次曝光时间、显影时间、定影时间，显影、定影药液的选择与配置，测量谱线距离时要用读数显微镜测量等。
⑶该实验有多种方法，可以根据上面的提示来设计，也可以根据自己的设想和方法来设计。
⑷选择实验仪器，小型棱镜摄谱仪、光源(汞灯、钠灯、激光器)、读数显微镜、聚光镜、光谱干板及冲洗设备。
小型棱镜摄谱仪指导书
小型棱镜摄谱仪的使用一．实验内容1．了解摄谱仪的结构、原理和使用方法，学习小型摄谱仪的定标方法。
2．观察物质的发射光谱，测定氢原子光谱线的波长，验证原子光谱的规律性，测定氢原子光谱的里德堡常数。
二．教学要求1．进一步认识原子辐射的微观机理，学习借助分析原子光谱的规律性研究微观世界的方法。
2．学习物理量的比较测量方法。
三．实验器材小型摄谱仪、汞灯及镇流器、氢灯及电源、调压变压器。
四．实验原理任何一种原子受到激发后，当由高能级跃迁到低能级时，将辐射出一定能量的光子，光子的波长为λ，由能级间的能量差决定E ∆： Ehc ∆=λ 式中，h 为普朗克常数，c 为光速。
E ∆不同，λ也不同。
同一种原子所辐射的不同波长的光，经色散后按一定程序排列而成的光谱，称发射光谱。
不同元素的原子结构是不相同的，因而受激发后所辐射的光波具有不同的波长，也就是有不同的发射光谱。
通过对发射光谱的测量和分析，可确定物质的元素成分，这种分析方法称为光谱分析。
通过光谱分析，不仅可以定性地分析物质的组成，还可以定量地确定待测物质所含各种元素的多少。
发射光谱分析常用摄谱仪进行。
小型棱镜摄谱仪，是以棱镜作为色散系统，观察或拍摄物质的发射光谱。
1．氢原子光谱的规律1885瑞士物理学家巴尔末发现，氢原子发射的光谱，在可见光区域内，遵循一定的规律，谱线的波长满足巴尔末公式：)4(220-=n n n λλ（1）式中，n=3，4，5 ，组成一个谱线系，称为巴尔末线系。
用波数（λν1~=）表示的巴尔末公式为：)121(1~22n R H nn-==λν n=3，4，5（2）式（2）中，H R 称为氢原子光谱的里德堡常数。
用摄谱仪测出巴尔末线系各谱线的波长后，就可由式（2）算出里德堡常数H R ，若与公认值H R =1.0967761710--⨯m 相比，在一定误差范围内，就能验证巴尔末公式和氢原子光谱的规律。
棱镜摄谱仪实验解析
主尺 光谱
叉丝 5
游标
10
10
45 40
螺旋测微计
测微目镜原理图
4. 仪器调节：
• 把激光器作为光源，将激光器侧面发出的光 看作氦、氖光谱管发出的光。
• 打开激光电源，调节聚透头镜使光会聚在狭缝 上。
• 通过测微目镜观察谱线，同时微微转动光源方 向，使谱线最亮。
• 调节物镜调焦手轮，使谱线清晰，调节狭缝宽 度，使谱线的宽窄合适，窄而清晰。
光源
棱镜调节鼓轮
物镜调焦鼓轮
狭缝窗口
及缝宽调节装 置
测微目镜及测微目镜安装支架
五、 实验要求： 1. 测量两条钠谱线左边相邻的三条最亮的谱线的波长。 2. 每条谱线测量三次，计算出波长的平均值。 3. 谱线的排列顺序是，从左到右分别为：
红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
六、实验注意事项：
1. 注意安全，激光器两端接有1000伏以上的高电压，并 且是明线连接，激光器的两个端头为金属头，均带电。
小型棱镜摄谱仪实验
西南交通大学物理实验中心
小型棱镜摄谱仪实验
棱镜摄谱仪是一种利用棱镜分光，并用 照相法记录光谱的光学仪器。
本次实验中主要了解发射光谱的原理， 通过摄谱仪观察谱线，用测微目镜在摄谱仪 上直接测量出谱线的对应波长。
一、 光谱： 物质中的分子、原子永远处于运动状态，这种物质内
部的运动，在外部则以吸收能量或辐射的形式表现出来， 这种形式就是电磁辐射。
d
dx
x
1
2
1
d
dx
式中 ：d 两条钠谱线之间的距离，dx 是被测谱线与 1
谱线之间的距离。 谱线之间的距离通过测微目镜来测量。
测微目镜原理图
小型棱镜摄谱仪的应用
关 键 词 ： 型棱 镜 摄 谱 仪 ； 标 ； 光 谱 小 定 汞
中 图分 类 号 ： ４ ３ １ ０ ３ ． 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ５４ ４ （ ０ ７ ０ — ０ ３０ １ ０ — ６ ２ ２ ０ ） ９０ ３ — ３
１ 引 言
在大学 物理实 验 教学 过 程 中 ， 学生 通 过 小 型
２ ２ 操 作 方 法 ．
个 完整 的定标谱 线．
调节 目镜焦 距 ， 使视 场 中 的黑 箭 头 清 晰．将
光 源置于 导轨上 ， 竖直 放置 和入射 缝等 高 ， 在光 源
２ 实 验 仪 器及 操 作 方 法
２ １ 实验 器 材 ．
与 狭缝之 间加入 会 聚透镜 ， 调节透 镜高 度及位 置 ， 使光 源 成像 在入 射 缝 上．注 意 ： 源 与狭 缝 距 离 光 不 要太远 ， 以放 置透镜 时能 成清 晰的像 ， 且进入 狭 缝 的光最 强为 准．将 黑箭 头对 准视 场 中谱线 中间 部分， 若所 看 到的谱 线模糊 ， 可适 当调节 入射光 管 前 后位置 ； 调节 入射 狭缝 的宽度 ， 光谱 清晰 可辨 使
通过实 验发现 ， ＃号 表示 的谱线强 度较弱 ， 由
于 ５ ８ ９ ｍ 的光很 强 ， ７ ． ７ｎ 在读 谱 时往 往不 易发 现
维普资讯
第２ ７卷
第 ９期
物 理 实 验
ＰＨ ＹＳＩ ＣＳ ＥＸＰＥＲＩ ＥＮ Ｔ Ａ ＴＩ Ｎ Ｍ Ｏ
Ｖｏ Ｉ ７ Ｎｏ ９ ｌ２ ．
Ｓｅ ｐ．， ０７ ２０
２０ ０ ７年 ９月
小 型 棱镜 摄 谱 仪 的应 用
程 小健 ， 冯 霞
响， 可将 看谱 系统 中的 出射 狭缝 宽度 调小 ， 住较 挡 强 谱线 ， 再进 行测量 ．
棱镜摄谱仪的实验报告
一、实验目的1. 了解棱镜摄谱仪的结构和工作原理。
2. 掌握棱镜摄谱仪的使用方法。
3. 通过实验，观察不同光源的光谱特征，分析光谱与物质成分之间的关系。
二、实验原理棱镜摄谱仪是一种利用棱镜对光进行色散的光谱分析仪器。
它主要由光源、入射狭缝、棱镜、出射狭缝、成像系统等部分组成。
当光源发出的复合光通过入射狭缝进入棱镜时，由于不同波长的光在棱镜中折射率不同，导致光线发生色散，形成光谱。
随后，光谱经过出射狭缝，在成像系统上形成光谱图像。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：棱镜摄谱仪、光源（如钠光灯、汞灯等）、入射狭缝、出射狭缝、成像系统、感光片、暗室等。
2. 实验材料：钠光灯、汞灯、碘灯等。
四、实验步骤1. 将棱镜摄谱仪放置在实验台上，调整光源、入射狭缝、棱镜、出射狭缝和成像系统等部分，使其满足实验要求。
2. 打开钠光灯，调整入射狭缝宽度，使光线通过狭缝后成为平行光。
3. 将感光片放置在成像系统上，调整感光片与成像系统的距离，使光谱图像清晰。
4. 在感光片上记录钠光灯的光谱图像，分析光谱特征。
5. 关闭钠光灯，打开汞灯，重复步骤2-4，记录汞灯的光谱图像，分析光谱特征。
6. 关闭汞灯，打开碘灯，重复步骤2-4，记录碘灯的光谱图像，分析光谱特征。
7. 对比不同光源的光谱图像，分析光谱与物质成分之间的关系。
五、实验结果与分析1. 钠光灯的光谱图像：在光谱图像上观察到钠黄光和钠黄线，其波长分别为589.0nm和589.6nm。
2. 汞灯的光谱图像：在光谱图像上观察到五条谱线，分别为紫色、蓝色、绿色、黄色和红色，其波长分别为435.8nm、486.1nm、546.1nm、577.0nm和656.3nm。
3. 碘灯的光谱图像：在光谱图像上观察到三条谱线，分别为紫色、蓝色和红色，其波长分别为433.8nm、460.0nm和617.0nm。
通过对不同光源的光谱图像分析，可以看出不同物质的光谱具有不同的特征，光谱分析可以用于物质的定性和定量分析。
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对小型棱镜摄谱仪实验的改进
摘要:结合实际教学,对小型棱镜摄谱仪实验的方法做了改进,便于学生更好的了解标准光谱线,更简捷、快速地测定未知光谱线的波长。
关键词:小型棱镜摄谱标准铁谱图线性插值法
小型棱镜摄谱仪实验[1,2]学物理实验之一,针对实验教学过程中出现的问题,我们利用实验室现有的仪器,对该实验方法作了一些改进,使之更利于学生动手操作,提高了实验的成功率,提高了学生对该实验的学习兴趣。
1 传统实验方法
在传统的小型棱镜摄谱仪实验中,一般的实验过程是[3]特曼光阑在同一张底片上拍摄上、下衔接,互不重叠的铁谱线和汞灯谱线。
然后在暗室中对已曝光的底片进行显影、定影、水洗、晾干。
最后将拍好的比较光谱底片在读数显微镜下,根据光谱线以及铁电极放电光谱相互之间的间隔,各条谱线的强弱和粗细,与实验室的标准铁光谱图对照,辨认出待测谱线所对应的两条最靠近铁谱线的波长,利用线形插入法计算未知波长,一般取汞灯谱线435.84 nm为待测谱线。
2 实际教学中出现的问题
实际教学中,拍摄的铁电极放电光谱和待测谱线底片的效果常常
不理想,光谱线不清晰或谱线重叠在一起。
铁电极谱线和放大后的标准铁光谱图比对较困难,若没有提示,学生一般找不到待测谱线附近的铁谱线所在的标准铁谱图片中的位置(确定出波长)。
即使根据提示拿标准铁谱图片与拍摄的比较光谱底片对照,由于谱线的强弱、粗细受到拍摄及底片冲洗过程中显影、定影操作不当的影响,学生判断十分困难;所以辨认出待测谱线附近的铁谱线波长的学生很少。
最终导致了学生感觉实验做起来非常复杂,谱线观察起来非常困难,实验的成功率很低,无法达到预期的实验教学效果。
3 实验方法的改进
针对以上教学中出现的问题,我们对小型棱镜摄谱仪实验作了以下改进:使用氢灯、汞灯混合光源代替铁电极放电(如实验室条件允许还可以加上其他光源)。
将氢灯、汞灯并排放在棱镜摄谱仪入射狭缝前,经凸透镜会聚后照射在狭缝上。
氢灯、汞灯为常用光源,所以其各条光谱线波长为已知。
在暗盒处用毛玻璃观察到所有的光谱线后,取下毛玻璃,使用读数显微镜直接观察光谱线(如图1所示),并用读数显微镜测出每条光谱线的位置(d1、d2、d3…),在作图纸上根据每条谱线位置关系画出光谱线作为自制的标准光谱线,免去了拍摄和冲洗底片这一步骤。
再把钠灯放在棱镜摄谱仪入射狭缝前,用钠灯光源光谱线作为未知谱线,利用读数显微镜再测出钠灯光谱线的位置dx1、dx2,将钠灯光谱线同氢、汞灯光谱线画在同一张作图纸上并上下错开,让学生将钠灯光谱线与自制标准光谱图比较,利用线性插值法测出钠灯光
源光谱线的波长。
4 实验数据
使用读数显微镜观察谱线,得到氢灯、汞灯混合光源各谱线的位置。
换上钠灯,测出其谱线位置。
5 结语
通过对小型棱镜摄谱仪实验教学方法的改进,即让学生学会了自己动手制作标准光谱线,了解了标准光谱线的意义,又省略了拍摄及冲洗底片这一繁杂易出错的过程,提高了实验效率。
但由于自制标准光谱图上谱线密度较小,所以与用标准铁谱图算出的结果相比,存在一定的误差。
学生对改进后的实验教学普遍反映良好,增加了对小型棱镜摄谱仪实验的兴趣。
而且实验中所增加的仪器均为实验室常用设备,更是对传统的实验教学方法改进的大胆尝试。
参考文献
[1] 赵青生,马书炳.大学物理实验[M].安徽大学出版社,1999.
[2] 陶宗明.大学物理[M].上海交通大学出版社,2000.
[3] 陈慧清.用棱镜摄谱仪拍摄清晰光谱波长的方法[J].韶关学
院学报,2006,27(3):41-42.。