介绍巴尔末公式时应当交待的一个问题

一般的书上大致都是这样来介绍巴尔末公式的: 先列出氢光谱在可见光区的四条谱线(即巴尔末线系 的前四条谱线)的波长,即然后写出巴尔末于1885年总结出来的波长公式式中B=3645.6埃.接着说明由(2)所得的计算值与观测值(1)符合得很好. 如用波数来表征谱线,并引入新的常数,则(2)可变形为R称为里德伯常数.这便是有名的氢光谱巴尔末系的巴尔末公式.对于氢光谱的所有线系有广义巴尔末公式式中m为整数,对一定线系来说,它为一定值.由对氢光谱所作的更精密测量所获得的R值为 最后介绍从玻尔理论可得到式中为电子和氢原子核的折合质量,n1、n2分别相当…     

谈里德伯常数

1 里德伯常数的由来 瑞士科学家巴耳末1884年6月25日在巴塞尔自然科学协会的演讲中,公布了一个关于氢光谱波长规律的经验公式.他根据实验结果得出在可见光区的氢光谱分布规律的经验公式:λ=B(N2/n2-22),式中B是一常数,等于3645.6纳米.     

氢光谱波长的规律(巴尔末公式) 的发现

巴尔末是瑞士贝塞尔地方一个女子学校的数学教师,也是贝塞尔大学的教师。他发现的氢光谱波长的规律(巴尔末公式)发表于1884年。1884年6月25日在贝塞尔自然科学协会的一次演讲中,他指出,氢的光谱线的波长可以由两个因数相乘而得到:共中λi表示氢的波长,　而n= 3,4,5…,这就是有名的巴尔末公式。后来发表在“Verh.Naturf.Ges. Basel”中,第二年(1885)又刊载在“Ann.Phys、 Chem.”中,它的英文的节译被收集在一本物理学史料集里。 巴尔末公式对于原子光谱理论和量子物理的发展有很大的影响,也可以说,所有后来把光谱分成线系,都是起源于这个…     

氢原子光谱实验的数据处理

氢原子光谱实验在很多院校已开设多年了。数据处理的方法是测出氢的n条谱线波长之后,给出各谱线相应的量子数n,学生利用巴尔末公式(?)=R(1/2~2-1/n~2)把里德堡常数R计算出来,这种数据处理的方法对培养学生的能力意义不大,我们设计了一     

浅谈里德伯常数

 1.里德伯常数的由来用光谱仪分析氢放电管和某些星体的光谱,即可获得H原子光谱。瑞士科学家巴末尔长期研究原子光谱线。1884年6月25日在巴塞尔自然科学协会的演讲中,他公布了一个关于氢光谱波长规律的经验公式。同年又发表在当地的一个刊物上,1885年又刊载在《物理杂志》上,他根据实验结果得出在可见光区的氢光谱分布规律的经验公式:λ=Bn2n2-22,式中B是一常数,等于36456纳米.     

高中物理“氢原子光谱与玻尔模型”的教学尝试

利用分光计、三棱镜,将氢原子光谱呈现在高中物理课堂.利用光栅,准确测量谱线波长,并引导学生得到巴尔末公式,进行深入思考.将玻尔理论进行系统教学,用理论解释实验,得到了很好的教学效果.在本课中,弥补了学生对于氢原子光谱实验现象的缺失,也弥补了教材对于玻尔理论系统性的缺失.     

里德伯常数的历史回顾和新进展

里德伯常数是重要的基本物理常数.在原子物理学中,计算能级时离不开里德伯常数.许多常数都与它有联系,反映了光谱与原子结构之间的密切关系.它在基本物理常数的最小二乘法平差中,被列为辅助常数,是平差计算的基础.里德伯常数提出已经整整100年了.为了纪念这一重大成果,特作此文. 一、历史 回 顾 早在19世纪50年代,瑞典的光谱学家Angstrom通过火花放电的光谱观测,证实了Fraunhofer观察到的某些太阳谱线正是氢的谱线Ha,HB,Hr及H　 他精确地测量了这四根谱线的波长,有效数字达5—6位.1884年,瑞士的中学数学教师Balmer从投影几何得到启示,提…     

量子电动力学的实验验证

一、量子电动力学的产生 量子电动力学是目前物理学中最成功的理论之一.然而,与认识任何其他的客观规律一样,它是在实践、认识、再实践、再认识的循环往复的过程中发展和建立起来的,这一认识运动是永远不会完结的.实践是检验真理的唯一标准,量子电动力学的理论与实验间的比较将继续进行下去. 氢原子的光谱由许多分立和尖细的谱线组成,这是很早就发现了的.1885年巴尔末总结了大量光谱数据,得出氢原于光谱中可见谱线频率的经验公式,这一规律性是经典理论所无法解释的.1913年玻尔提出了氢原子的理论,在当时的实验误差范围内,为巴尔末的经验公式…     

关于里德伯常数R

里德伯(Rydberg)常数R是原子物理学中的一个重要常数。它是瑞典光谱学家里德伯在上世纪末把氢原子光谱的巴耳末(Balmer)线系写成波数形式     

二维光栅衍射图样的特性分析

导出二维光栅衍射光斑的位置公式,讨论其衍射图样的特性,并给出实验演示效果.提出一种通过衍射图样照片测量光栅常数(或波长)的方法.     

里德伯常数的新测定

在过去的一年里,一个耶鲁大学物理学家小组对最基本的物理常数之——里德伯常数,(简称为里德伯)作了一次新的高精度测定.它的新值是109737.3152厘米-1,误差为小数最后一位的一个单位,这十亿分之一的精确度比仅在四年前由斯坦福大学小组报导的测量精度提高了二倍.1981年诺贝尔奖获得者A·肖洛的激光研究是前一结果的基础. 1666年牛顿利用棱镜把白色的太阳光色散成彩虹般的光谱.1800年夫琅和费在这种光谱中发现了相应于波长范围极窄的黑线,在这些波长上,辐射被不同的元素吸收了.1890年挪威物理学家里德伯发现一个简单的数学公式,它把许多原子…     

用实验数据的数学处理方法得到巴尔末公式

对于氢原子谱线（可见区）的波长数据,能否用实验数据处理方法,合乎逻辑地导出巴尔末公式,本文给予肯定,把波长与序数关联起来,并用多项式表示,则有4个待定常量,用序数的正整数条件及曲线拟合及最小二乘法来确定它们,可得到巴尔末公式,其相关系数为1。     

超冷(36D5/2+6S1/2)里德伯分子的制备及其电偶极矩的测量

里德伯-基态分子由一个里德伯原子和一个基态原子组成,束缚机制是里德伯电子与基态原子的低能电子散射相互作用.理论上,通过低能电子散射Fermi赝势模型,数值计算了铯(36D_5/2+6S_1/2)里德伯-基态分子的绝热势能曲线,提取了里德伯分子的束缚能和平衡核间距等光谱参数.实验上,利用双光子光缔合技术成功制备了散射三重态(^T∑,Triplet)和散射单重态-三重态混合(^S,T∑,Mixed)形成的里德伯-基态分子,获得了里德伯分子的光缔合光谱,测量的势阱深度与理论计算结果相吻合.另外,以散射三重态为例,分析了里德伯分子的光缔合光谱在外加电场中的展宽现象,获得其平均永久电偶极矩|d|为(12.10±1.65) Debye ((4.76±0.65)ea₀),与理论计算结果保持一致.该研究为实验上制备D态里德伯-基态分子提供了可行的实验方案,对理解里德伯分子的光谱特性具有重要意义.     

里德伯常数的最新实验值

耶鲁大学Amin等采用原子束-激光束交叉光谱法测量了氢和氖原子的Balmer-a跃迁(2s-3p)的波长[1].交叉束可以克服气体放电中气压和电流对测量的影响,他们精确地测量了单光子线性跃迁的波长,得到了目前最精确的里德伯常数值、玫态的精细结构分裂和氢与氚的同位素移位. 他们使用的实验装置与测量兰姆移位的装置类似.氢原子由2850K的钨炉飞出,经电子轰击至2s亚稳态,准直后散角为1.25土0.15毫弧度.一低功率的可调谐连续染料激光器产生的激光束与氢原子束成直角交叉.由原子束最后打在镍板上产生的二次电子发射来检测处于亚稳态的原子. 实验最关键…     

光栅衍射实验中测量光栅常数的两种辅助方法

衍射光栅可以将不同波长的光在空间上分离开,在光谱分析领域中有广泛应用.利用光栅的衍射来测量光栅常数是大学物理实验中的一个典型实验,而本文介绍的正是光栅衍射实验中的两个有趣现象:一是旋转光栅时,谱线的偏转角存在一个最小值;二是光栅旋转到一定角度时,衍射光斑会逐渐消失在视野中.论文从理论上分析解释这两种现象,并设计出两种测量光栅常数的方法,在实验上进行验证.与传统的用最小偏转角测光栅常数的方法相比,本文重点分析了由判定最小偏转角位置偏差所带来的影响,并提出了对称旋转测量的方法来进一步减小误差.     

铯原子里德伯态精细结构测量

里德伯态光谱是测量里德伯态能级结构和中性原子间相互作用的常用技术手段,特别是高精度的里德伯光谱,可以测量室温原子气室中由偶极相互作用等导致的原子能级频移.在实验中利用反向的852 nm激光和509 nm激光实现了室温原子气室中铯原子6S_(1/2)—6P_(3/2)—57S(D)跃迁的级联双光子激发,实现了里德伯态原子的制备.基于阶梯型电磁诱导透明获得了铯原子里德伯态的高分辨光谱.实验中,基于速度选择的射频边带调制技术,对光谱信号进行了频率标定,测量了铯原子里德伯态57D_(3/2)和57D_(5/2)的精细分裂,分裂间隔为(354.7±2.5)MHz,与理论计算结果基本一致.速度选择的射频调制光谱可以实现里德伯态原子的能级分裂测量,其测量精度对于单光子跃迁的绝对激光频率不敏感;实验中影响57D_(3/2)和57D_(5/2)精细分裂间隔测量精度的主要因素是功率加宽导致的电磁感应透明信号的展宽和509 nm激光频率扫描的非线性.     

平面光栅效率仪测量过程分析与结果修正

为了获得准确的平面光栅衍射效率测量结果,需要对平面光栅效率仪的测量过程进行分析.通过对测量过程中影响测量结果的光栅出射光谱增宽和衍射光束截面变化等主要因素进行分析,给出了两者关于入射波长和光栅刻线密度的关系式.运用多元线性回归分析的数学方法,在大量实验数据的基础上,建立了回归修正公式,分别从理论和实验上验证了修正公式的...     

硼原(离)子内壳激发高自旋态能级和辐射跃迁

采用Rayleigh-Ritz变分方法计算了B原子(离子)内壳层激发高自旋态(~(4,5,6)L,L=S,P)里德伯系列的能量和精细结构劈裂,利用截断变分方法改进非相对论能量,并利用一阶微扰理论计算了相对论能量修正和质量极化效应修正,利用屏蔽的类氢公式计算了量子电动力学效应和高阶相对论效应,从而得到了高精度的组态能量.利用精确计算的波函数,计算了这些高自旋态的电偶极辐射跃迁波长、振子强度和辐射跃迁概率.通过长度规范和速度规范计算的振子强度的一致性证明了本文计算的波函数是精确的.相比其他理论计算结果,本文计算的高自旋态的能级及跃迁波长数据与实验数据符合得更好.对于一些高位的内壳层激发高自旋态,相关的能级和跃迁数据为首次报道,本文的计算结果对相关实验光谱谱线标定具有重要意义.     

复色光光栅衍射实验的Matlab仿真

光栅衍射光谱在单缝衍射因子和缝间干涉因子的共同作用下,随着缝的宽度,光栅常数以及缝的数目都会发生各种变化。本文基于光栅衍射原理,利用衍射光强公式,运用Matlab编写程序,模拟复色光光栅衍射实验,生动清晰的呈现光栅的分光作用,通过改变仿真中的参数值,研究了复色光光栅衍射光谱随缝宽,光栅常数以及缝数等参数的变化,分析了影响光栅分辨本领的因素。计算机仿真可以快速准确地显示实验结果,对加深教学中重点难点知识的理解,提高教学和学生学习的效果有重要意义。     

H-D光谱实验的计算机仿真

对H-D光谱实验进行计算机仿真,由计算机控制的摄谱仪进行氢氘光谱摄谱,对谱线寻峰,计算出里德伯常量、氢氘质量比和同位素位移,并画出了氢原子的能谱图.