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     

用分光计和光栅作氢光谱实验

过去工科大学生作光栅实验多数是已知波长测光栅常数或已知光栅常数测波长,而对光谱与发光物质内部结构密切相关这一点强调不够.本实验改进后用光栅研究氢原子光谱规律性,使工科学生认识到光谱与原子内部结构有直接关系,领会巴尔末、玻尔等科学家分析实验事实,解释实验事实的物理思想.这有益于培养创造型人才的. 所用仪器为普通的分光计、平面全息光栅(5973条(cm)、GPIOH氢灯、霓虹灯变压器、自耦调压变压器等. 根据巴尔末公式4、5……)(1)、也是里德伯公式之一上表中氢的里德伯常数的计算式为由上表中的四个Rh值得其平均值 RH= 1.097 …     

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…     

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.     

Cl2+离子R支跃迁光谱的理论研究

从双原子分子能级的物理表达式出发进行多次微分,建立了预测双原子分子体系R支高振转跃迁谱线的新解析公式. 使用新解析公式预测双原子体系R支高阶跃迁谱线的数据时,最多只需15条精确的实验跃迁谱线和该跃迁带中对应的上下 振动态的转动光谱常数B′_v 和 B″_v.将该解析公式用于预测Cl₂⁺ 离子 A²∏_u---X²∏_g跃迁系(3,7)带和(4,8)带的跃迁谱线,不仅精确的重复了实验给出的较低阶的跃迁光谱数据值, 而且正确预言了所研究体系中缺失的振转跃迁谱线,尤其是高阶的跃迁谱线数据.     

硫化镉单晶体本征吸收边的类氢光谱系

利用CdS单晶体,一块约厚0.1毫米,另一块约厚0.05毫米,观察它们在天然光及偏振光下的吸收光谱。在室温及液态空气温度下,天然光的吸收指示CdS晶体长波吸收边波长随厚度及温度而改变。在光谱仪狭缝前放一偏振片观察到长波吸收边波长随晶体C轴与偏振光电矢量间介角的改变。 在液态空气温度下观察CdS晶体对偏振光的吸收情况,发现在晶体本徵吸收边出现由七条强而锐的谱线组成的一个类氢光谱系。 测量结果发现每条谱线的波数满足下列公式: v_k=20270-11754/k~2(厘米)~(-1),式内k=3,4,5,…9;k=2的线未在光谱中发现。从此式推出的CdS晶体能级的系限加以温度较正为2.41电子伏,与前人用其他方法所得2.42电子伏是很相近的。激子的等价质量与电子质量之比为4.3。 CdS晶体与ZnS晶体结构相似,常数数值相近,由此可以猜测CdS晶体能级的满带可能是属于S-离子。所观察到的激子光谱类氢系可能是S-离子的激发态。     

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…     

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.     

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。     

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.     

氢光谱赖曼系和巴耳末系强度分布的量子力学计算

应用量子力学知识对氢光谱的强度分布给予了理论解释,并计算了赖曼系、巴耳末系头三条谱线强度之比．     

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     

用分光计测量里德伯常数

当氢气放电管所发出的光，通过分光计的平行光管垂直照射到衍射光栅上时，将发生衍射（分光计已调好，井且使放在载物台上的衍射光栅与望远镜垂直）．这时除中央明纹外，其它各衍射线a线、p线、了线等彼此分开，通过旋转望远镜可测出红色的a线、蓝青色的p线、紫色的T线等各谱线的一级衍射角年，由衍射公式有其中d为光栅常数．根据分光计测得的a线（n—3），p线（。；一4），Y线（n一5）等的一级衍射角01，通过（2）式就可得到里德伯常数R。表1为氢原子光谱的三条谱线H。、H；、H，所对应的士1级衍射光的位置读数（H。看不清，故不作测量…     

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…     

光学玻璃的热光常数W与温度和波长的关系

研究了光学玻璃的热光常数与温度和波长的关系.结果表明:热光常数W值随温度上升而线性增加,可用方程式W_(λt)=W_(λ0) θt表示;随着波长(从短波到长波)增大,热光常数W值下降,可用多项式W_λ~2=A_0 A_1λ~2 A_2λ~(-2) A~3λ(-4) …表示.利用上述公式可以计算光学玻璃室温至转变温度范围内任意温度及可见光谱区内任意波长处的热光常数W值.     

H2的振动及转动受激喇曼散射研究

本文研究了不同泵浦光偏振态及氢气气压时,氢的振动及转动受激喇曼散射的竞争效应.在5atm的氢喇曼池中,以波长为532nm的椭偏激光为泵浦源,当椭圆的压缩系数为tg26°～tg32°时,获得了60多条Q(1)和S(1)混合谱线.并在低压氢及线偏或准线偏光泵浦条件下,观察到迄今尚未见报道的受激R(1)喇曼谱线.     

利用色散法探索玻尔氢原子理论测量普朗克常数

普朗克常数是物理学中一个重要的常数,利用测角仪器分光计,探索用玻尔氢原子理论来测普朗克常数。根据最小偏向角测量三棱镜折射率的原理,利用分光计测量三棱镜的折射率来研究光的色散规律,测量棱镜材料对不同波长入射光的折射率,得到棱镜材料的色散曲线和拟合方程。根据玻尔的氢原子理论,用分光计测出氢原子光谱四条谱线（α,β,γ,δ）的偏向角对应的折射率,由科西经验公式计算出相应的波长。     

氢原子光谱实验研究

氢原子的结构简单，其光谱具有明显的规律，各种原子光谱线规律性的研究首先是在氢原子上得到突破。通过测量氢光谱可见谱线的波长，能较准确测定氢的里德伯常数，可使学生对近代物理测量有初步了解。     

基于谱线检测的发射线星自动识别方法

针对我国即将建成的大型巡天项目(LAMOST),给出了一种基于谱线检测的发射线星自动识别方法.主要步骤:1)通过获取谱线特征匹配值进行恒星谱线整体估计;2)利用提取出的恒星谱线特征检测恒星的巴耳末(Balmer)线;3)对获取的特征匹配值采用阈值法,并结合恒星Balmer线的检测结果,进行发射线里判别.通过对SDSS DR4所有光谱进行识别,共获得了242条具有恒星发射线的特殊天体.根据星表查询结果,这些天体包括发射线星、激变变星和一些未知特殊天体等.大量真实光谱数据实验表明,本文方法可有效识别发射线星.     

基于可调谐激光吸收光谱技术的二硫化碳中红外光谱参数测量

采用4.6μm附近的量子级联激光器作为光源,搭建了一套二硫化碳(CS2)吸收光谱测量系统,结合可调谐二极管激光吸收光谱技术,对光谱范围为2178.99—2180.79 cm-1的CS2吸收光谱展开了深入研究,重点测量了2180.5—2180.74 cm~(-1)的四条吸收谱线,利用基于非线性最小二乘的多元线性回归算法对CS2吸收光谱进行拟合,精确得到了该范围内谱线的中心波长、线强以及空气展宽系数等光谱参数.经计算,对应谱线线强不确定度小于5%,空气展宽系数不确定度小于15%,这个结果可作为免标定CS2红外光谱探测的基础光谱参数,对痕量CS2气体传感具有重要意义.未来我们将进一步开展2170—2200 cm-1整个谱段的CS2谱线参数的测量,以期填补其在HITRAN和GEISA数据库光谱参数的空白.