氢与氘实验报告

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1、佛山科学技术学院实验报告课程名称实验项目专业班级姓名学号指导教师成绩日期年月日一、实验目的本实验通过氢氘光谱的拍摄、里德伯常量和氘质量比的测定，加深对氢光谱规律,并理解精确测量的重要意义。二、实验仪器光栅摄谱仪或棱镜摄谱仪，氢氘光谱灯，电弧发生器，光谱投影仪，阿贝比长仪三、实验原理巴尔末根据实验结果给出氢原子光谱在可见光区域的经验公式：=364.56X—nm（1）Hzz2-4式中人为氢光谱线的波长，n取3、4、5等整数。若用波数表示，则上式变为(2)式中Rn称为氢的里德伯常数。根据玻尔理论，对氢和类氢原子的里徳伯常数的计算，得，？4，Ijrmez一(3)(4^0)2c/z3(l+m/M)式中M

2、为原子核质量，m为电子质量，e为电子电荷，c为光速，h为普朗克常数，eQ为真空介电常数，z为原子序数。当…时，由上式可得出相当于原子核不动时的里德伯常数（普适的里德伯常数）2丌2me4z2(4^r0)2c/z3实验报告内容：一.实验目的二.实验仪器（仪器名称、型号、参数、编号）三.实验原理（原理文字叙述和公式、原理图）四.实验步骤五、实验数据和数据处理六.实验结果七.分析讨论（实验结果的误差来源和减小误差的方法、实验现象的分析、问题的讨论等）八.思考题对于氢，有（l+m/MH）（5）这里M〃是氢原子核的质量。由此可知，通过实验测得氢的巴尔末线系的前几条谱线的波长，借助（5）式可求得氢的里德伯常

3、数。里德扪常数是重要的基本物理常数之一，对它的精密测量在科学上有重要意义，目前它的推荐值为10973731.568549（83）/nu四、实验内容与步骤1、拍摄汞灯的光谱按实验要求，拟好摄谱程序表格，调好光路后，按程序用哈特曼光栏的相应方孔，拍下汞灯的光谱2、观察和测量氢光谱的波长在光谱投影仪上观察谱片的光谱，区分、熟悉氢光谱。基于在不大的波长范围lA）可以认为线色散是个常数，在阿贝比长仪测出有关已知波长氢谱线的相对距离后，用线性内插法就可计算出氢谱线的波长五、实验数据和数据处理先测定汞光源的谱线，在“读取数据”项下对曲线进行寻峰，读出波LC和定标光源的己知谱线（附后）波长和比较，对波长进行修

4、正。nr.uw»•MBoo»JOJWHMMI>»oo,戲A懂「斤，I«H.「T5■MSf-i-*arjZ采糞功《次1CLDS3

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6、□凶凶«圓门凶8s■闩冈冈moo汞灯的光谱学limmmiUSS]•0000氢原子的光谱线根据测量得到的氢原子和氘原子的巴耳末线系谱线的波长,原子里德伯常数。用作图法线性拟合方法求出氢根据(:―m=3,4,5,6)及P将光源换成氢灯，测量氢光谱的谱线，氢原了•的巴尔末线系谱线波长原子谱线值}y数参择选测量结果(nm)式方作工围范作H态状H采集次数模式间隔(nm)波长(nm)駄值/Jfi最僧T增益氢026-56能量5•O756■55600O■1O004350O6.56氢

7、36.148能量5•O8745-48000CO004350506.84氢770434.04能量5•O5432-4300O11OV00435050344氢074攀O4能景5•O248-O00OOV00435050•O4氢原子的巴耳末线系谱线波长氢的光谱线m3456X0.1390.18750.210.2222v(cm-1)15232.32055523014.9624360.5令••X4m2)在图像上面取两点(0.16,17500),(0.2,22000)得出斜率，22000-175000.2-0.16=1.125xlO7w—1计算普适里徳伯常数错误!未找到引用源。：m!Mn=1/1836.1527

8、所以么=黾“雌J其中Rx=1.00054^=L102X所以相对误差为：z/=1.125x107-1.102x1071.102xl07x100%=2.09%六、实验结果通过作图法，求出氢原子里德伯常数：^=1.125xl05^-*(77=2.09%)七、分析讨论发现里德伯常数和真实值的误差较大，计算上分析原因是由于所收集的氢原子光谱的最下波长的峰值极为不明显，而多次调节了缝宽的变化都不理想，当最高峰很大时都不能清楚地见到其峰值。误差分析：1.实验室有其它自然光干扰。2.所用仪器示数稳定性差，观测波长和读光强存在时间差。3.仪器调节中狭缝与实际刻度存在误差以及光路调节存在误差。八、思考题1、拍摄比

9、较光谱的操作原则是什么？答；拍摄互相比较的两列光谱时，不能移动胶板，也不能转动色散元件，仅在换光源后换用狭缝的相邻部位摄谱。