關(guān)于柯西色散公式的研究市公開課一等獎省名師優(yōu)質(zhì)課賽課一等獎?wù)n件

關(guān)于棱鏡光學(xué)性質(zhì)研究EXPERIMENTREPORT匯報人：楊杰,肖賀文目錄實驗?zāi)考霸?試驗方法及步驟2數(shù)據(jù)處理及分析3試驗結(jié)論及意義4CONTENTS目：1實驗?zāi)考霸硎煜す庾V分析基本方法研究棱鏡色散曲線（汞燈、鈉燈）驗證柯西色散公式計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理方法對比分析并改進(jìn)試驗儀器：JJY型分光儀、平面鏡、三棱鏡、高壓汞燈、鈉光燈、汞燈以及鈉燈光譜；光源三棱鏡分光計柯西色散公式光譜實驗?zāi)考霸?原理：復(fù)色光:由不一樣波長混合成光源；汞燈，鈉燈光譜分析：觀察復(fù)色光發(fā)射光譜，并從原子內(nèi)部電子狀態(tài)量子特征，玻璃色散特征，原子能級，及電子能級躍遷來進(jìn)行試驗現(xiàn)象解釋

分光儀器：使復(fù)色光在經(jīng)過棱鏡時發(fā)生色散。（因為復(fù)色光各種色光經(jīng)過棱鏡時折射率不一樣，傳輸方向發(fā)生偏折）測量儀器：測量角度儀器1.

2.說內(nèi)容，原理及目標(biāo)、方法及步驟、數(shù)據(jù)處理及分析、試驗結(jié)論及意義3.說目標(biāo)，熟悉光譜分析基本方法；試驗研究棱鏡色散曲線；驗證柯西色散公式；掌握計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理方法。4.說原理，首先，我們知道光色散(Dispersionoflight)指是復(fù)色光分解為單色光現(xiàn)象;復(fù)色光經(jīng)過棱鏡分解成單色光現(xiàn)象;光纖中由光源光譜成份中不一樣波長不一樣群速度所引發(fā)光脈沖展寬現(xiàn)象。色散也是對光纖一個傳輸參數(shù)與波長關(guān)系描述。光色散能夠用三棱鏡，衍射光柵，干涉儀等來實現(xiàn)。光色散證實了光含有波動性。當(dāng)入射光不是單色光而且入射到三棱鏡上時，即使入射角對各種波長光都相同，但出射角并不相同，表明折射率也不相同，從而有了對光色散性質(zhì)研究。借助三棱鏡對不一樣光源色散性質(zhì)研究，利用計算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，從而驗證柯西色散公式驗證，分析比較試驗數(shù)據(jù)得到結(jié)論；實驗?zāi)考霸?原理：2試驗方法及步驟調(diào)整分光儀（粗調(diào)和細(xì)調(diào)）（1）調(diào)整望遠(yuǎn)鏡聚焦無窮遠(yuǎn)（2）調(diào)整望遠(yuǎn)鏡光軸與儀器轉(zhuǎn)軸垂直（3）調(diào)整平行光管，使其產(chǎn)生平行光，并使其光軸與儀器轉(zhuǎn)軸平行測量三棱鏡頂角（自準(zhǔn)直法和棱脊分束法，測量三次，求取平均值）測量不一樣光譜最小偏向角（測量三次求取平均值）求汞燈各種光譜折射率n及不確定度。依據(jù)折射率n與波長作出玻璃材料色散曲線,驗證柯西色散公式。3數(shù)據(jù)處理及分析數(shù)據(jù)處理：試驗數(shù)據(jù)處理方法3數(shù)據(jù)處理及分析數(shù)據(jù)處理：3數(shù)據(jù)處理及分析數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理及分析數(shù)據(jù)處理：33數(shù)據(jù)處理及分析數(shù)據(jù)處理：3數(shù)據(jù)處理及分析數(shù)據(jù)處理：比對常見光學(xué)材料色散曲線，經(jīng)過簡單換算可知試驗中所用三棱鏡材料為輕火石玻璃3數(shù)據(jù)處理及分析數(shù)據(jù)分析——結(jié)果分析3數(shù)據(jù)處理及分析數(shù)據(jù)分析——誤差分析及處理方案系統(tǒng)誤差（1）儀器誤差分光計調(diào)整不正確造成誤差；改進(jìn)：粗調(diào)到位很主要,三面平行再細(xì)調(diào);

三面一點(diǎn)像清楚,逐次調(diào)整慢慢來；室內(nèi)漆黑譜線明,光源緊靠狹縫來；不一樣曲線有個性,狹縫窄了找小角；左右轉(zhuǎn)動載物臺,定位觀察無差錯。3數(shù)據(jù)處理及分析數(shù)據(jù)分析——誤差分析及處理方案（2）方法誤差同一個材料可能存在不一樣正常色散區(qū)；軌道貫通理論與原子實極化；利用最小偏向角法測折射率存在誤差疊加累計，使相對誤差增大。（3）裝置誤差三棱鏡頂角過小影響譜線色散程度；改進(jìn)：使用頂角大，角色散率大三棱鏡使分辨率大（4）環(huán)境誤差外界光干擾影響譜線觀察；改進(jìn)：在較暗環(huán)境中進(jìn)行觀察；空氣濕度，溫度影響，造成空氣折射率不為1。3數(shù)據(jù)處理及分析數(shù)據(jù)分析——誤差分析及處理方案（5）人為誤差轉(zhuǎn)動載物臺不仔細(xì)，操作中易碰到三棱鏡，會影響最小偏向角確實定和讀數(shù)；因為用眼睛觀察光譜受到人眼對不一樣波長電磁波靈敏度，相對可見度，與譜線強(qiáng)度限制，產(chǎn)生誤差。偶然誤差讀數(shù)不準(zhǔn)；最小偏向角判斷不準(zhǔn)確；改進(jìn)：屢次測量取平均值，并計算不確定度，左右迫近法。粗大誤差一些數(shù)據(jù)錯誤或者偏差過大，歪曲測量結(jié)果；改進(jìn)：剔除壞數(shù)據(jù)，進(jìn)行再次測量。3數(shù)據(jù)處理及分析數(shù)據(jù)分析——現(xiàn)象解釋量子假說光量子概念光電效應(yīng)光輻射光子頻率和強(qiáng)度特征光譜

按光譜機(jī)制分類發(fā)射光譜樣品光源分光器紀(jì)錄儀吸收光譜連續(xù)光源樣品分光器紀(jì)錄儀按光譜結(jié)構(gòu)分類連續(xù)光譜線狀光譜固體熱輻射原子發(fā)光帶狀光譜分子發(fā)光光譜分類數(shù)據(jù)分析——現(xiàn)象解釋數(shù)據(jù)處理及分析3§2.3氫原子光譜及其經(jīng)驗規(guī)律

巴耳末公式B=3645.6?里德伯公式Rh=4/B=1.0967758×107m-13數(shù)據(jù)處理及分析數(shù)據(jù)分析——現(xiàn)象解釋鈉原子能級圖及觀察光譜圖數(shù)據(jù)分析——現(xiàn)象解釋數(shù)據(jù)處理及分析34P4S3P3D3S3P

鈉雙黃線解釋五條譜線解釋堿金屬原子光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)對于堿金屬原子光譜，當(dāng)用高分辨率光譜儀進(jìn)行觀察時，發(fā)覺每一條光譜線不是簡單一條線，而是由二條或三條線組成，這稱作光譜線精細(xì)結(jié)構(gòu)。全部堿金屬原子光譜有相仿精細(xì)結(jié)構(gòu)。根本系和第二輔線系每一條光譜線是由兩條線組成，第一輔線系及柏格曼線系是由三條線組成。大家熟悉鈉黃色光（5893?

）就是它根本系第一條線，這是由波長為5890?和5896?兩線組成。下列圖是堿金屬原子三個光譜線系前四條線精細(xì)結(jié)構(gòu)和線系限示意圖，堅直線代表光譜線精細(xì)成份,它們間隔代表譜線成份波數(shù)差。汞原子能級圖及發(fā)射光譜數(shù)據(jù)分析——現(xiàn)象解釋3數(shù)據(jù)處理及分析數(shù)據(jù)分析——試驗改進(jìn)改進(jìn)一：改進(jìn)二：

以任意角入射，i1為光線入射角，i4為經(jīng)棱鏡色散后出射角。3數(shù)據(jù)處理及分析數(shù)據(jù)分析——試驗改進(jìn)（2）折射率測量方法改進(jìn)以任意角入射，i1為光線入射角，i4為經(jīng)棱鏡色散后出射角優(yōu)點(diǎn)：測量數(shù)據(jù)少，是一個靜態(tài)測量，更直觀介紹。缺點(diǎn)：在公式推導(dǎo)，計算過程及不確定度計算上都比較繁瑣。4試驗結(jié)論及意義利用已知柯西色散公式材料，利用棱鏡光譜儀來測量未知譜線波長；利用棱鏡光譜儀測得原子光譜來探究未知材料元素組成；實際上，成像光譜技術(shù)因其能夠取得被測目標(biāo)兩維空間信息和一維光譜信息，而有著廣泛利用目標(biāo)圖像含有豐富空間,輻射和光譜三重信息，能夠表現(xiàn)出被測目標(biāo)空間分布影像特征，同時能夠以某一個像元或者某像元組得到其對應(yīng)光譜信息。當(dāng)前制造各種分光儀器中，光柵逐步取代了棱鏡，更令人注目標(biāo)是，伴隨全息技術(shù)發(fā)展，全息光柵與刻化光柵相比含有色分辨本事高，自由光譜范圍廣，有效孔徑大，有效效率高特點(diǎn)，成為人們研究光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)有力工具。試驗意義：參考文件【1】楊福家.原子物理.【M]】北京；高等教育出版社.39—64【2】胡亞范.朱二曠.陳海良.測量棱鏡色散規(guī)律方法改進(jìn)【J】.物理試驗【3】王小懷.分光計調(diào)整和使用中困難及處理辦法【J】.物理試驗.廣東.1006-7167（）02-0035-03【4】王敏.分光計最小偏向角法測量方案及其誤差產(chǎn)生原因與改進(jìn)【J】物理試驗【5】何穎卓翟琛.在玻璃棱鏡折射率試驗中