钠黄光双线波长差的测定
钠黄光双线波长差怎么判断
钠黄光双线波长差怎么判断
钠黄光双线指的是钠元素发射的两条黄光线，对应的波长为589.0纳米和589.6纳米。
其波长差可以通过以下方法进行判断：
1. 光栅或光谱仪测量：通过使用光栅或光谱仪等仪器，可以对钠黄光进行分光分析，进而测量到两个黄光线的精确波长，并计算出波长差。
2. 干涉法：将钠黄光通过一个干涉仪进行干涉，观察干涉条纹的变化。
由于两个黄光线的波长不同，会在干涉仪中产生波长差导致干涉条纹移动。
通过观察波长差引起的干涉条纹的移动量，可以确定波长差的大小。
3. 普通测量方法：在实验室中，可以利用滤光片进行粗测。
首先通过滤光片，使其中一条黄光线完全被滤掉，然后通过测量剩下的黄光线的波长，可以得到波长差的一个近似值。
这些方法都可以用来判断钠黄光双线的波长差。
然而，由于光谱仪和干涉仪等仪器的精确测量性能更好，所以推荐使用仪器测量来得到更准确的结果。
钠灯中的黄双线波长测量
钠灯中的黄双线波长测量【实验目的】1. 进一步掌握迈克耳逊干涉仪的调节和使用方法．2. 加深对各种分振幅干涉图形的认识和理解．3. 利用等倾干涉条纹测定钠黄双线波长差【实验仪器】钠光灯，迈克尔逊干涉仪，氦-氖激光器，毛玻璃片。
【实验原理】低压钠灯发出的黄光包括两种波长相近的单色光(λ1=58965.930Å，λ2= 5889.963Å)。
这两条光谱线是钠原子从3P 态跃迁到3S 态的辐射，用扩展的钠光灯照射迈克耳孙干涉仪得到的等倾干涉圆环是两种单色光分别产生的干涉图样的叠加。
若以d 表示M1/、M2间距(参见迈克耳孙干涉仪原理图)，则当2d =k λ (k =0,1,2，…)时，环中心是亮的，而当2d = (2k +1) (k =0,1,2,…)时，环中心是暗的，若继续移动M2，则当M1/，M2的间距增大到d 1，且同时满足21d = k 1λ （1）21212λ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=k d （2） 两个条件时，因为λ1和λ2相差不大，λ1的各级暗环恰好与λ2的各级亮环重合条纹的可见度几乎为0，难以分辨，继续移动反射镜，当M1/、M2间距增到d1时，又使λ1和λ2的各亮环重合，条纹又清晰可见，随着M2的继续移动，当M1/、M2间距d2满足(3)(4) 时，条纹几乎消失.由（4）式减去（1）式，（5）式减去（2）。
M1/、M2间距增加量△d 满足（5）()212d k k λ=+∆()122221d k k λ=++∆+⎡⎤⎣⎦12d k λ∆=∆（6） 时，条纹的可见度出现上述一个周期的循环，式中△k 为干涉条纹级次的增加量。
由（7）减去（6）式的（7) 由（6）式可得 △k=2△d/λ1 (8)把（9）式代入8式的d d ∆=∆=∆22221λλλλ（9）【实验内容】1.仪器的调节1、活动反光镜；2、固定反光镜；3、固定螺钉；4、补偿板；5、分光板；6、毛玻璃屏；7、刻度轮；8、刻度轮止动螺钉；9、微量读数鼓轮； 10、11、12、调节螺钉用氦-氖激光调节迈克尔逊干涉仪使M 1与M 2垂直。
改进的迈克尔逊干涉仪测量钠黄光双线波长差
改进的迈克尔逊干涉仪测量钠黄光双线波长差
陈海良;侯岩雪;高静;张素红
【期刊名称】《科学技术创新》
【年(卷),期】2024()13
【摘要】在迈克尔逊干涉仪实验教学及科学研究过程中发现齿轮经常脱扣的现象,这对测量结果产生了严重影响。
本文中,我们将传统的齿轮咬合式迈克尔逊干涉仪改进为杠杆式迈克尔逊干涉仪,有助于避免齿轮咬合式迈克尔逊干涉仪中多个齿轮间容易脱扣的现象。
利用钠光灯照射杠杆式迈克尔逊干涉仪,观察到了明显的光拍干涉图样,测量了钠黄光双线波长差。
钠黄光双线波长差的测量结果为
0.5953±0.0054(nm)。
本文的研究有助于提升迈克尔逊干涉仪装置的测量稳定性,实现在光谱定标、光学传感、生化检测等领域的长期稳定使用;有助于提升学生发现问题、解决问题的能力;以及有助于学生提升将不同科目知识相结合的能力。
【总页数】4页(P205-208)
【作者】陈海良;侯岩雪;高静;张素红
【作者单位】河北省微结构材料物理重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】O436.1
【相关文献】
1.用迈克尔逊干涉仪测双光源等厚干涉及其波长差
2.用迈克尔逊干涉仪测量He-Ne激光波长的测量不确定度分析
3.用迈克尔逊干涉仪测量钠黄光相干长度的实验
方法的探讨4.逐差法和Origin软件在迈克尔逊干涉仪测激光波长实验数据处理中的应用5.迈氏干涉仪测量钠光D双线波长差实验的改进
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钠双黄线的波长差实验报告
钠双黄线的波长差实验报告
某科学研究院，2019年3月
实验题目：用操作简单的了离子双黄线的波长差实验
实验目的：测定钠离子双黄线的波长差，并求出其K值。
实验原理：钠离子中有20个质子，原子核向外包绕着一个由 11 个电子组成的层。
当这些电子脱外层时，在嗡嗡声中根据科学家韦伯（Werner）的鬼子能级规律、模型，可
以推出量子号分别由 n 、 l 、 ml 、 ms 确定的能级的电子的能量值，由此求出离子双
黄线的波长差。
实验装置：介绍了使用操作简单的了离子双黄线的波长差实验的实验装置，其中包括
固定光的的装置、干涉仪、激发器、观察干涉波长的装置等。
实验步骤：
1、准备实验所需要的材料，如钠金属元素片、牛顿仪、调谐器、光源器、激发器、
观察干涉波长的装置等。
2、调节光强，确保调节系统对原有光强没有影响。
3、调节光警，使黄线系统中有两个黄线，且有效波长处于清晰可辨范围之内。
4、使用激发器，将原有光强经过两次反复激发，以稳定的光线代替自然光通入牛顿
衍射仪。
5、调节仪器，检查双黄线投影到仪器上的面积是否一致，然后对调谐器进行调节以
及观察微移的光线步骤，以求得离子双黄线的波长差。
实验结果：本次实验求得钠离子双黄线的波长差为7.94nm，计算得出其K值为2.55。
实验总结：本次实验操作简单、方法有效高效，成功测定出了钠离子双黄线的波长差，并求出其K值。
根据经验准则，当K值大于2.5时，钠的上跃能趨于稳定。
实验结果满足
此规律，因此本次实验可视为成功。
法布里—珀罗干涉仪 测量钠双黄光的波长差的实验报告
学生综合性（设计性）实验报告
实验课程名称法布里—珀罗干涉仪测量钠双簧光的波长差
指导老师及职称黄槐仁
姓名叶佩玲学号12213035
专月日
一、实验方案
实验名称：法布里—珀罗干涉仪测量纳双黄光的波长差
实验时间：
小组合作：是○否○
小组成员：叶佩玲，梁君，杨娇，朱春虹
1、实验目的：1、了解F-P干涉仪的结构，掌握调节与使用F-P干涉仪的方法。2、用F-P干涉仪测定钠双黄光线的波长差。
2、实验设备与材料：钠光灯、聚光镜、法珀干涉仪、观察望远镜；材料：相关法布里—珀罗干涉仪测量双黄光波长差资料，如：实验相关事项和原理图等
3、实验内容及注意事项：
实验原理：1.经一次往返后两光线光程差满足：x=2dcosA＝my时两光干涉出现极值，其中d为两镜面间距离，y为光的波长。
2.两镜面间距离变化，则视场中心会出现条纹吞进或者吐出的现象，考虑中心附近，如果镜面间距离改变d，中心就会吞进或者吐出条纹，吞进或吐出条纹个数为N，则满足：∆d=(N/2)y
3,.在改变镜面间距时，如果镜面间距改变y1/2,中心就会吞进或者吐出一个y1
产生的条纹，间距改变前后视场y1产生的条纹看起来不发生任何变化。如果镜面间距改变y2，中心就会吞进或者吐出一个y2产生的条纹，间距改变前后视场y2产生的条纹看起来不发生任何变化。镜面间距改变满足y1,y2两波长光都吞进或者吐出整数个条纹，镜面间距改变的最小值满足y1吞进或者吐出N1个条纹，y2吞进或者吐出N1+1个条纹，此时镜面间距改变d满足∆d= (N1/2)y1
3、转动测微螺旋和调节螺丝时动作要轻，不要急促右斜向用力。
4、移动钠灯时需一手持灯体一手托底座。5、禁止调节F-P干涉仪后面一个镜面。
钠黄光双线波长差的测量.doc
钠黄光双线波长差的测量.doc钠黄光是可见光谱中一对非常明显的谱线，它们分别位于波长为589.0 nm和589.6 nm处，单线光谱仪能够分辨它们。
钠黄光的谱线常用于校准光谱仪和进行定标。
钠黄光双线波长差的测量是通过光学和计算方法来确定589.0 nm和589.6 nm两条谱线之间的波长差的过程。
这项测量通常由实验室里的光谱仪来执行，可能会涉及到其他一些实验设备，例如功率计、水晶法光栅和束缝等。
钠黄光双线波长差的测量过程涉及以下几个方面：1. 光谱仪的准备在测量之前，需要对光谱仪进行准备。
这包括对设备的光源进行标准化，选择适当的光谱仪和其中的波长缆，以及设置正确的光谱仪参数（例如，光路准直、光谱长度和谱线分辨率）。
2. 测量过程钠黄光的波长差测量的主要步骤是：2.1 通过束缝控制测量光的角度和方向，将光谱仪接收到的钠黄光分散成光谱。
2.2 调节光谱仪的波长缆，使其对准钠黄光的一个谱线，记录此时时光谱仪读数的值（严格来说，这个值对应的是光线波长与仪器的刻度之间的比例关系）。
2.3 将光谱仪的波长缆调到对准另一个钠黄线，重复上述步骤。
3. 波长差的计算在实验中测得的两个谱线的读数差可表示为两条谱线之间的波长差。
波长差计算公式为：Δλ = λ2 - λ1其中，Δλ是钠黄光的波长差；λ1和λ2是测量结果所对应的两个钠黄谱线的波长，单位是纳米（nm）。
需要注意的是，在利用光谱仪进行测量时可能会受到某些干扰源（例如背景噪声、其他谱线的干扰等），这些干扰源可能会影响到测量结果的准确性。
因此，在钠黄光双线波长差的测量中，需要对仪器进行校准和控制极高的精度和准确性，以保证测量结果的可靠性。
研究报告性报告--钠光双线波长差的测定
研究报告性报告--钠光双线波长差的测定
研究报告：钠光双线波长差的测定
引言：
钠光双线是钠原子发射的两条主要谱线，分别为D1线和D2线。
它们的波长差异对于光谱学和原子物理学的研究具有重要意义。
本研究旨在测定钠光双线的波长差，方法主要是使用干涉仪和光栅光谱仪进行测量和分析。
实验方法：
1. 实验仪器：
a. 干涉仪：用于测定钠光双线的干涉条纹。
b. 光栅光谱仪：用于测定钠光的光谱线。
2. 实验步骤：
a. 干涉仪测量：将钠光通过干涉仪的一条光路，调整仪器使得观察到清晰的干涉条纹。
记录下干涉级数m。
b. 光栅光谱仪测量：利用光栅光谱仪扫描钠光谱线，记录下D1线和D2线的波长。
3. 数据处理：
a. 干涉仪测量：根据干涉级数m和所用光路长度，计算出干涉条纹的波长差Δλ。
b. 光栅光谱仪测量：通过光栅光谱仪的标定数据，计算出D1线和D2线的绝对波长。
结果分析：
根据实验测量得到的数据，计算出钠光双线的波长差Δλ，并与已知的数值进行比较。
通过对比分析，可以得出实验结果的准确性和精确度。
讨论与结论：
通过本次实验测定了钠光双线的波长差，并与已知值进行了比较。
实验结果与理论值相符合，说明实验方法的有效性和准确性。
本实验可以为光谱学和原子物理学研究提供重要的参考数据。
未来的进一步研究可以对其他光谱线的波长差进行类似的测定。
钠双黄线的波长差实验报告
钠双黄线的波长差实验报告实验报告：钠双黄线的波长差【实验目的】本实验旨在通过分光计观测钠双黄线的波长差，了解原子光谱线的波长与能级结构的关系，进一步理解原子能级的跃迁原理。
【实验原理】钠原子具有两种稳定的能级，它们之间存在一个跃迁，即从一个能级跃迁到另一个能级。
这种跃迁会释放或吸收一定的能量，表现为光子的形式。
当原子从高能级向低能级跃迁时，会释放出能量，产生一条光谱线；反之，当原子从低能级向高能级跃迁时，会吸收能量，产生另一条光谱线。
这两条光谱线的波长是不同的，这种波长的差异就是我们实验要观测的目标。
【实验步骤】1.准备所需设备：分光计、钠灯、实验手册、笔记本等。
2.打开分光计并调整到正确的位置，将钠灯放置在分光计的前方。
3.根据实验手册的指示，调整钠灯的电流强度，使得钠灯发出适当的光线。
4.在分光计中观察并记录钠灯发出的两条光谱线。
可以使用笔记本记录每条光谱线的波长和亮度等信息。
5.多次调整钠灯的电流强度，重复步骤4中的操作，获得足够的数据用于分析。
6.关闭分光计和钠灯，整理实验器材并撰写实验报告。
【数据分析】逐渐减小。
这是因为随着原子吸收的能量增加，能级之间的跃迁距离减小，因此波长差也减小。
此外，我们还发现亮度与波长之间的关系并不明显，这可能是因为亮度受到多种因素的影响，如光源的稳定性、光学系统的效率等。
【实验结论】通过本实验，我们成功地观测了钠双黄线的波长差，并发现随着原子吸收的能量增加，能级之间的跃迁距离减小，因此波长差也减小。
这个实验结果进一步验证了原子能级跃迁的基本原理，加深了我们对原子光谱学的理解。
同时，我们也学会了如何使用分光计进行实验操作和数据分析。
在未来的实验中，我们还可以进一步研究不同元素的原子光谱线及其波长差的特点，以及它们与原子结构之间的关系。
钠黄双线的波长差测量综述课件
实验结论和实验意义
实验结论
通过测量钠黄双线的波长差，验证了双线结构理论的正确性，进一步证实了量 子力学原理在原子结构研究中的应用价值。
实验意义
本实验不仅有助于深入理解原子结构和光谱之间的关系，也为其他相关领域的 研究提供了重要的参考依据。此外，本实验对于培养学生的科学素养和实践能 力也具有重要意义。
02
波长差测量的基本原理
光的干涉原理
光的干涉是指两束或多束相干 光波在空间某些区域相遇叠加 ，形成光强分布的周期性变化 。
干涉现象的产生必须具备一定 的条件：两列波的频率相同， 振动情况稳定，并且具有固定 的相位差。
干涉现象中，光强分布与波长 差、光程差等因素密切相关。
波长差测量的重要性
波长差测量在物理学、化学、生物学等领域具有广泛的应用价值。
实验目的和实验原理
实验目的
通过测量钠黄双线的波长差，了解原子结构与光谱之间的关系，验证双线结构理论。
实验原理
钠原子在受到特定频率的光激发时，会发射出特定波长的光谱线。根据量子力学原理，不同能级之间 的跃迁会产生不同的光谱线，形成光谱线双线结构。通过测量这两条光谱线的波长差，可以推算出钠 原子能级之间的能量差，进而验证双线结构理论。
实验步骤和实验结果
01
实验步骤
02
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ03
04
05
1. 将钠原子置于特定温 度和压强的气体放电管 中，使其发射出光谱线 。
2. 使用高分辨率光谱仪 对钠黄双线进行光谱分 析，获取两条光谱线的 波长。
3. 根据波长差计算能级 之间的能量差，并与理 论值进行比较。
实验结果：实验测得钠 黄双线的波长差为0.61 纳米，与理论计算值基 本一致。这一结果证明 了双线结构理论的正确 性，为进一步研究原子 结构和光谱提供了重要 依据。
法布里-珀罗干涉仪测定钠黄光双线波长差
法布里-珀罗干涉仪测定钠黄光双线波长差一、实验目的1．了解F-P 干涉仪的结构特点。
2．测定钠双线波长差。
3．熟悉等倾干涉和多光束干涉的基本概念。
二、实验原理1.经一次往返后两光线光程差满足：λθm d =∆cos 2＝ (1)时两光干涉出现极值，其中d 为两镜面间距离。
2.两镜面间距离变化，则视场中心会出现条纹吞进或者吐出的现象，考虑中心附近，如果镜面间距离改变d ∆，中心就会吞进或者吐出条纹，吞进或吐出条纹个数为N ，则满足：λ2N d =∆ (2)3.在改变镜面间距时，如果镜面间距改变21λ，中心就会吞进或者吐出一个1λ产生的条纹，间距改变前后视场1λ产生的条纹看起来不发生任何变化。
如果镜面间距改变22λ，中心就会吞进或者吐出一个2λ产生的条纹，间距改变前后视场2λ产生的条纹看起来不发生任何变化。
镜面间距改变满足1λ2λ两波长光都吞进或者吐出整数个条纹，镜面间距改变的最小值满足1λ吞进或者吐出1N 个条纹，2λ吞进或者吐出11＋N 个条纹，此时镜面间距改变d ∆满足：112λN d =∆2121λ＋N d =∆由此可以得到：dddd N N d ∆≈∆⋅∆⋅∆=+∆2222)1(22211121λλλλλ＝－ (3)所以，最终双线差等于：d∆∆22λλ＝(4)4.从而依据公式(4)精确求出λ∆。
（钠5893=λÅ） 三、数据处理与结论 d 1=5.26305mmd ∆1=0.29878mm1081154.5221⨯=∆∆dλλ＝-7mmd 2=5.56183mmd ∆2=0.29002mm1098708.5222⨯=∆∆dλλ＝-7mmd 3=5.85205mmd∆3=0.29681mm1085011.5223⨯=∆∆dλλ＝-7mmd 4=6.14886mm108820.522⨯=∆∆dλλ＝-7mm。
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钠黄光双线波长差的测定方案
一．实验题目
钠黄光双线波长的测定方案
二．实验目的
1．进一步掌握迈克耳逊干涉仪的调节和使用方法．
2．加深对各种分振幅干涉图形的认识和理解．
3．测定钠光双线的波长差．
三．实验仪器
M—干涉仪、纳光灯、毛玻璃片(带格线)。
四．实验原理
（一）.实验意义及说明
低压钠灯因其光谱中的黄双线波长差小而强度特别大，常直接作为单色光源使用。
但是在用迈克耳孙干涉仪测波长实验里，由于波长差约0.6mm的双线影响，在干涉仪可移动反射镜微动过程中，计量干涉条纹变化数目时，伴随着干涉条纹可见度的起伏，而时间相干性可表述为辐射场中某点在不同时刻发生的光扰动之间的相位相关性，常用相干长度来衡量。
本实验应用迈克耳孙干涉仪对这两个课题做初步研究。
（二）.等倾干涉条纹的可见性周期性变化
低压钠灯发出的黄光包括两种波长相近的单色光(λ1=58965.930Å，λ2= 5889.963Å)。
这两条光谱线是钠原子从3P态跃迁到3S态的辐射，用扩展的钠光灯照射迈克耳孙干涉仪得到的等倾干涉圆环是两种单色光分别产生的干涉图样的叠加。
若以d表示M1/、M2间距(参见迈克耳孙干涉仪原理图)，则当2d=kλ(k=0,1,2，…)时，环中心是亮的，而当2d= (2k+1) λ/2 (k=0,1,2,…)时，环中心是暗的，若继续移动M2，则当M1/，M2的间距增大到d1，且同时满足
2d1 = kλ1 (1)
2d1 =(k+1/2)λ2 (λ1>λ2)(2)
两个条件时，因为λ1和λ2相差不大，λ1的各级暗环恰好与λ2的各级亮环重合
条纹的可见度几乎为0，难以分辨，继续移动反射镜，当M1/、M2间距增到d1时，又使λ1和λ2的各亮环重合，条纹又清晰可见，随着M2的继续移动，当M1/、M2间距d2满足
(4)
(5) 时，条纹几乎消失.由（4）式减去（1）式，（5）式减去（2）。
M1/、M2间距增加量△d 满足
（6） （7）
时，条纹的可见度出现上述一个周期的循环，式中△k 为干涉条纹级次的增加量。
由（7）减去（6）式的 （8) 由（6）式可得 △k=2△d/λ1 (9)
把（9）式代入8式的 △λ=λ1λ2/2△d=21λ/2△d （10） （其中21λ可为二波长平均值的平方）
六．实验步骤
1．等顷干涉条纹的调节
(1)在钠光灯前覆盖一片毛玻璃，即成扩展面光源。
(2)旋转粗调手轮，使M1、M2与分光板G 的距离大致相等。
(3)检查两个反射镜后的调节螺丝，使其松紧适当，两个微调拉簧螺丝取适中位置，留有双向调节余量。
(4)先后调节M1和M2镜后的螺丝，使分别由两个反射镜反射的毛玻璃格子像相互接近、重合，直到出现干涉条纹(若条纹很模糊，转动粗调手轮约半周即有改善。
)，再用两个拉簧螺丝仔细地调节M2镜的方位，使干涉条纹变粗，曲率变大，把条纹的圆心调至视场中央，直到眼睛左右移动时环心处无明暗变化，M2与M1/即达到完全平行，出现清晰的等倾干涉条纹。
2．测量钠黄双线的波长差
(1)转动粗调手轮，使M2镜逐渐远离分划板，找到调纹变模糊位置，调好
()2
1
2d k k λ
=+∆()1
22221d k k λ=++∆+⎡⎤⎣⎦
2
2(1)d k λ∆=∆+2
12k
λλλλ∆=-=
∆12d k λ∆=∆
标尺的零位。
用微调手轮继续移动M2镜，同时仔细观察条纹，至条纹可见度最低时记下M2的位置，继续加大光程差，记录10次条纹可见度最低时M2镜位置。
(2)求出的平均值，将测得(前实验)代人公式求出钠黄双线的波长差 。
七．数据表格
【数据记录及处理】
表1 实验数据表
代入公式计算出钠双线波长差21λλ-。