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產(chǎn)品簡介
作攝譜、看譜及簡單單色計(jì)用，適用于光譜教學(xué)實(shí)驗(yàn)，金屬與合金光譜分析。攝譜波長：3650-7000?，配防電弧眼鏡2付。
詳細(xì)介紹
小型棱鏡攝譜儀的使用
任何一種原子受到激發(fā)后，當(dāng)由高能級躍遷到低能級時(shí)，將輻射出一定能量的光子，光子的波長為，由能級間的能量差決定：
式中，為普朗克常數(shù)，c為光速。不同，也不同。同一種原子所輻射的不同波長的光，經(jīng)色散后按一定程序排列而成的光譜，稱發(fā)射光譜。
不同元素的原子結(jié)構(gòu)是不相同的，因而受激發(fā)后所輻射的光波具有不同的波長，也就是有不同的發(fā)射光譜。通過對發(fā)射光譜的測量和分析，可確定物質(zhì)的元素成分，這種分析方法稱為光譜分析。通過光譜分析，不僅可以定性地分析物質(zhì)的組成，還可以定量地確定待測物質(zhì)所含各種元素的多少。發(fā)射光譜分析常用攝譜儀進(jìn)行。
小型棱鏡攝譜儀，是以棱鏡作為色散系統(tǒng)，觀察或拍攝物質(zhì)的發(fā)射光譜。
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚?
1．了解攝譜儀的結(jié)構(gòu)、原理和使用方法，學(xué)習(xí)小型攝譜儀的定標(biāo)方法。
2．觀察物質(zhì)的發(fā)射光譜，測定氫原子光譜線的波長，驗(yàn)證原子光譜的規(guī)律性，測定氫原子光譜的里德堡常數(shù)。
3．學(xué)習(xí)物理量的比較測量方法。
【實(shí)驗(yàn)儀器】：
小型攝譜儀、汞燈及鎮(zhèn)流器、氫燈及電源、調(diào)壓變壓器。
【實(shí)驗(yàn)原理】：
1．氫原子光譜的規(guī)律
1885瑞士物理學(xué)家巴爾末發(fā)現(xiàn)，氫原子發(fā)射的光譜，在可見光區(qū)域內(nèi)，遵循一定的規(guī)律，譜線的波長滿足巴爾末公式：
（1）
式中，n=3，4，5，組成一個譜線系，稱為巴爾末線系。用波數(shù)（）表示的巴爾末公式為：
n=3，4，5 （2）
式（2）中，稱為氫原子光譜的里德堡常數(shù)。
用攝譜儀測出巴爾末線系各譜線的波長后，就可由式（2）算出里德堡常數(shù)，若與*值=1.096776相比，在一定誤差范圍內(nèi)，就能驗(yàn)證巴爾末公式和氫原子光譜的規(guī)律。
2．譜線波長的測量
先用一組已知波長的光譜線做標(biāo)準(zhǔn)，測出它們移動到讀數(shù)標(biāo)記位置處時(shí)螺旋刻度尺的讀數(shù)后，以為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，作~定標(biāo)曲線。
對于待測光譜波長的光源只要記下它各條譜線所對應(yīng)的螺旋尺上讀數(shù)，對照定標(biāo)校正曲線就可確定各譜線的波長。
本實(shí)驗(yàn)利用汞燈為攝譜儀進(jìn)行定標(biāo)校正。然后測出氫原子光譜巴爾末線系各譜線的波長，再根據(jù)式（2）算出。
【實(shí)驗(yàn)步驟與內(nèi)容】：
1．對著儀器（如右圖）或儀器使用說明書，在處裝上看鏡目鏡，熟悉攝譜儀各部分的結(jié)構(gòu)及操作方法。
2．將汞燈置于 “S”處，前后移動聚光鏡1，使光源清晰地成像于狹縫處。在目鏡中觀察出射光譜，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)輪，使任一條光譜進(jìn)入視場，輕輕轉(zhuǎn)動出射聚光鏡2的調(diào)焦手輪，使光譜線像聚焦清晰；再轉(zhuǎn)動角調(diào)節(jié)輪，逐個觀察光源的各條光譜線并與附表中列出的譜線顏色核對無誤后，開始測量。依次記下各光源不同波長譜線的所對應(yīng)的讀數(shù)。
3．將氫燈置于“S”處，（注意：氫燈用的是高壓，調(diào)壓變壓器輸出指示數(shù)不能超過規(guī)定的值），測出氫原子光譜中紅、藍(lán)、紫三條譜線所對應(yīng)的鼓輪讀數(shù)。
4．?dāng)?shù)據(jù)處理與分析：
（1）列表記錄所有數(shù)據(jù)，表格自擬。
（2）用毫米方格作圖紙，作出光譜儀的~定標(biāo)曲線。
（3）由定標(biāo)校正曲線及氫光譜測得的，求出巴爾末譜線系中三條譜線的波長，并與氫光譜的標(biāo)準(zhǔn)波長比較。
（4）由氫光譜所測得的三個波長，按式（2）算出里德堡常數(shù)，求出其平均值，并與*值比較，算出測量的不確定度。
【注意事項(xiàng)】：
1．光譜儀中的狹縫是比較精密的機(jī)械裝置，實(shí)驗(yàn)中不要任意調(diào)節(jié)。旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)輪時(shí)，動作一定要緩慢。禁止用手觸摸透鏡等光學(xué)元件。
2．氫光源使用的是高壓電源，應(yīng)特別小心。開燈前，先將調(diào)壓變壓器置于低電壓處，然后通電源，慢慢地調(diào)節(jié)變壓器升壓到氫光源穩(wěn)定發(fā)光。關(guān)燈時(shí)，先把變壓器降到zui低電壓，再斷開電源。
問題討論
1．要能在看譜目鏡中看到不同波長的譜線，應(yīng)如何調(diào)節(jié)？各譜線出射時(shí)的相對位置應(yīng)在何處讀出？
2．測物質(zhì)光譜波長時(shí)，如何定標(biāo)？
3．氫原子光譜的巴爾末線系三條譜線的量子數(shù)n各為多少？
4．根據(jù)光柵實(shí)驗(yàn)和本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，請對光柵光譜和棱鏡光譜作簡要的比較、分析。
5．要使比較光譜的各個光源的位置都位于攝譜儀準(zhǔn)直透鏡的光軸上，應(yīng)怎樣進(jìn)行調(diào)節(jié)？
6．利用比較光譜測定光波波長的原理是什么？
7．哈特曼光闌的作用是什么？
8．為什么感光片必須位于一定的傾斜的位置上，才能使可見光區(qū)的所有譜線清晰？
9．你知道有哪些測定光波波長的方法？你已作過的實(shí)驗(yàn)有哪幾種？試比較它們的特點(diǎn)。
附錄
一、攝譜儀基本結(jié)構(gòu)
攝譜儀的光學(xué)系統(tǒng)原理如右圖所示，自光源S發(fā)出的光，經(jīng)聚光鏡會聚于可調(diào)狹縫上，調(diào)節(jié)狹縫以獲得一束寬度、光強(qiáng)適當(dāng)?shù)墓猓斯饨?jīng)準(zhǔn)直透鏡后成平行光射到棱鏡上，再經(jīng)棱鏡折射色散，由另一聚光鏡成像于接收系統(tǒng)。以上元部件均安裝在導(dǎo)軌上。下面分別介紹攝譜儀的幾個主要元部件。
（1）狹縫頭
狹縫頭由狹縫片、狹縫蓋、哈特曼光欄、刻度手輪、曝光開關(guān)等組成。
狹縫頭是光譜儀中zui精密、zui重要的機(jī)械部分，它用來限制入射光束，構(gòu)成光譜的實(shí)際光源，直接決定譜線的質(zhì)量。
狹縫片由一對能對稱分合的刀口組成，其分合動作由刻度手輪d控制?？潭仁州喪潜３知M縫精密的重要部分，因此轉(zhuǎn)動手輪時(shí)一定要用力均勻、輕柔，狹縫蓋內(nèi)裝有能左右拉動的哈特曼欄板c，蓋外裝有可左右拉動控制狹縫開、閉的曝光的開關(guān)e，如圖28-3所示。
哈特曼光欄是用來改變譜線在照相膠片上的位置，以便對三種譜線進(jìn)行比較。當(dāng)板上三條刻線與狹縫蓋邊緣相切時(shí)，表示光欄板上的三個橢圓孔相應(yīng)地移到狹縫的正前方，從而選擇光譜在膠片上的位置。
曝光開關(guān)還兼有防塵作用，在不使用時(shí)應(yīng)把它關(guān)閉。
（2）色散系統(tǒng)
色散系統(tǒng)是一個恒偏向棱鏡，它使光線在色散的同時(shí)又偏轉(zhuǎn)90o。棱鏡本身也可繞鉛直軸轉(zhuǎn)動。
（3）接收系統(tǒng)
小型棱鏡攝譜儀的接收系統(tǒng)有三種。①照相機(jī)；②看譜目鏡；③出射狹縫，可分別裝于圖28-2中的處。
若處裝上照相機(jī)，則光譜可成像在毛玻璃屏上，調(diào)焦清晰后，取下毛玻璃屏換上感光膠片，即可曝光拍攝光譜線。
若處裝上出射狹縫，則構(gòu)成一個單色儀，轉(zhuǎn)動棱鏡轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)輪，可使聚焦于出射狹縫的不同光譜線射出，以獲得所需的單色光。
若處裝上看譜目鏡系統(tǒng)，則可直接用眼睛觀察光譜線。本實(shí)驗(yàn)利用看譜系統(tǒng)進(jìn)行各種發(fā)射光譜線波長的測量。在看譜目鏡視場中有一小的黑三角，作為測量譜線波長的基準(zhǔn)。當(dāng)轉(zhuǎn)動棱鏡轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)輪時(shí)，棱鏡位置旋轉(zhuǎn)，出射的光譜線位置也跟著移動，當(dāng)在所需讀出的譜線移到黑三角位置處時(shí)，可由與轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)輪相連的螺旋刻度尺上讀出此時(shí)棱鏡的相對位置。欲知此時(shí)譜線波長的數(shù)值，則需先對螺旋刻度尺進(jìn)行定標(biāo)校正。
二、汞、氫光譜的標(biāo)準(zhǔn)波長表
光源
顏色和波長（nm）
氦
藍(lán)
藍(lán)
藍(lán)綠
藍(lán)綠
藍(lán)綠
藍(lán)綠
黃
紅
紅
438.79
447.15
471.32
492.19
501.57
504.77
587.56
667.82
706.57
汞
紫
紫
藍(lán)
藍(lán)綠
綠
黃
黃
紅
404.66
407.80
435.84
491.60
546.07
576.96
579.07
623.40
氫
紫
藍(lán)
紅
434.05
486.13
656.28