氫與氘實驗報告

1、佛山科學技術(shù)學院實 驗 報 告課程名稱 實驗項目 專業(yè)班級 姓名 學 號 指導教師 成績 日 期 年 月 日一、實驗目的本實驗通過氫氘光譜的拍攝、里德伯常量和氘質(zhì)量比的測定，加深對氫光譜規(guī)律，并理解精確測量的重要意義。 二、實驗儀器 光柵攝譜儀或棱鏡攝譜儀，氫氘光譜燈，電弧發(fā)生器，光譜投影儀，阿貝比長儀 三、實驗原理 巴爾末根據(jù)實驗結(jié)果給出氫原子光譜在可見光區(qū)域的經(jīng)驗公式： （1）式中為氫光譜線的波長，n取3、4、5等整數(shù)。若用波數(shù)表示，則上式變?yōu)?（2）式中H稱為氫的里德伯常數(shù)。根據(jù)玻爾理論，對氫和類氫原子的里德伯常數(shù)的計算，得 （3）式中為原子核質(zhì)量，為電子質(zhì)量，e為電子電荷，c為光速，h

2、為普朗克常數(shù)，0為真空介電常數(shù)，z為原子序數(shù)。當M時，由上式可得出相當于原子核不動時的里德伯常數(shù)(普適的里德伯常數(shù)) （4） 實驗報告內(nèi)容：一.實驗目的 二.實驗儀器（儀器名稱、型號、參數(shù)、編號） 三.實驗原理（原理文字敘述和公式、原理圖） 四.實驗步驟 五、實驗數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理 六.實驗結(jié)果 七.分析討論（實驗結(jié)果的誤差來源和減小誤差的方法、實驗現(xiàn)象的分析、問題的討論等） 八.思考題 對于氫，有 （5）這里H是氫原子核的質(zhì)量。由此可知，通過實驗測得氫的巴爾末線系的前幾條譜線的波長，借助（5）式可求得氫的里德伯常數(shù)。里德伯常數(shù)是重要的基本物理常數(shù)之一，對它的精密測量在科學上有重要意義，目前它的推

3、薦值為R.(83)/m。4、 實驗內(nèi)容與步驟1、拍攝汞燈的光譜按實驗要求，擬好攝譜程序表格，調(diào)好光路后，按程序用哈特曼光欄的相應方孔，拍下汞燈的光譜2、觀察和測量氫光譜的波長在光譜投影儀上觀察譜片的光譜，區(qū)分、熟悉氫光譜?；谠诓淮蟮牟ㄩL范圍內(nèi)可以認為線色散是個常數(shù)，在阿貝比長儀測出有關(guān)已知波長氫譜線的相對距離后，用線性內(nèi)插法就可計算出氫譜線的波長五、實驗數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理先測定汞光源的譜線，在“讀取數(shù)據(jù)”項下對曲線進行尋峰，讀出波長，和定標光源的已知譜線(附后)波長相比較，對波長進行修正。 汞燈的光譜學 將光源換成氫燈，測量氫光譜的譜線，氫原子的巴爾末線系譜線波長原子譜線標準值（nm）選擇參數(shù)測

4、量結(jié)果（nm）工作方式工作范圍工作狀態(tài)采集次數(shù)模式間隔(nm)波長（nm）最大值最小值負高壓增益氫656.2能量0.5655-65710000400350656.0氫486.13能量0.5485-48710000400350486.50氫434.047能量0.5432-43510000400V350434.50氫410.174能量0.5408-41210000400V350410.50 氫原子的巴耳末線系譜線波長氫的光譜線氫原子的光譜線根據(jù)測量得到的氫原子和氘原子的巴耳末線系譜線的波長，用作圖法線性擬合方法求出氫原子里德伯常數(shù)。根據(jù)，()及 令：m3456x0.1390.18750.210.222215232.32055523014.9624360.5圖形如下：在圖像上面取兩點（0.16,17500），（0.2,22000）得出斜率，計算普適里德伯常數(shù)： 其中所以 所以相對誤差為：六、實驗結(jié)果通過作圖法，求出氫原子里德伯常數(shù)： 七、分析討論發(fā)現(xiàn)里德伯常數(shù)和真實值的誤差較大，計算上分析原因是由于所收集的氫原子光譜的最下波長的峰值極為不明顯，而多次調(diào)節(jié)了縫寬的變化都不理想，當最高峰很大時都不能清楚地見到其峰值。誤差分析：1實驗室有其它自然光干擾。2所用儀器示數(shù)穩(wěn)定性差，觀測波長和讀光強存在時間差。3儀器調(diào)節(jié)中狹縫與實際刻度存在誤差以及光路調(diào)節(jié)存