用光学多道分析器进行光谱定性分析实验讲义(3)

用光学多道分析器进行光谱定性分析实验讲义

用光学多道分析器采集某已知物质的光谱，并对其各谱线进行波长定标，再采集未知物质的光谱，读取其各谱线相应波长值，根据特征光谱，判定其为何种物质。

3．用氢光谱测量里德堡常数

根据玻尔理论，可以导出氢原子光谱线的公式

1 1v=R 2 2 (1) n K

式中v叫波数，是波长λ的倒数，它表示单位长度内波的数目。R叫里德伯常数，其实

7-1验值R=1.0968×10米。当K=2时，（1）式成为

1 1v=R 2 2 , n=3,4,5,ΛΛ n 2

该式称巴耳末公式，该系列光谱线叫巴耳末系，前四条谱线分布在可见光范围。通过测定氢原子光谱，验证里德堡常数。

实验内容

1．准备工作

（1）接通电源前，认真检查接线是否正确。

（2）转换开关

检查转换开关的位置，确认是否是工作位置，若CCD接收，可将开关指示在“CCD”档；若观察谱线，可将开关指示在“观察”档。

（3）入射狭缝S1的调正

狭缝为直狭缝，宽度范围0～2mm连续可调，顺时针旋转为狭缝宽度加大，反之减小，每旋转一周狭缝宽度变化0.5mm。为延长使用寿命，调节时注意最大不超过2mm，平日不使用时，狭缝最好开到0.1～0.5mm左右。

（4）滤光片

为去除光栅光谱仪中的高级次光谱，在使用过程中，操作者可根据需要把备用的滤光片装在入射狭缝S1的窗玻璃前。滤光片共二片，工作区间：

白色滤光片 350-600nm

红色滤光片 600-900nm

2．操作方法

软件安装后，会在“开始”菜单中的“程序”选项下出现“CCD”菜单。点击“CCD”菜单，将启动CCD软件控制处理系统。（要求先开硬件，再开软件）

进入系统后，仔细阅读说明书，根据提示来操作采集系统。

3．用光学多道分析器进行光谱定性分析

（1）氦的特征光谱线进行光谱定标，由于CCD一幀只能采集159nm的范围，因而定标应分两幀进行；

（2）测出待测氢光谱线的波长；

4．用最小二乘法线性拟合求出里德伯常数。

参考资料

1.母国光 光学 人民教育出版社 1978

2.张三慧 史田兰 大学物理学（第四册） 光学 近代物理 清华大学出版社 1991

3.芶清泉 原子物理学 高等教育出版社 1983