【摘要】:光谱的观测为量子理论的建立提供了坚实的实验基础。但现在认为,超精细结构是单一同位素的光谱线由原子核的自旋而引起的复杂结构,而不同同位素的光谱差别则称为“同位素移位”。①通过测量氢和氘谱线的波长,计算氢和氘的原子核的质量比以及里德伯常量RH。研究原子结构的基本方法之一是进行光谱分析。氢原子在可见光区的谱线系是巴耳末系,其代表线为Hα,Hβ,Hγ,…当n=3,4,5时,式分别给出Hα,Hβ,Hγ各谱线的
【背景简介】
光谱的观测为量子理论的建立提供了坚实的实验基础。20世纪初,人们根据实验预测氢有同位素,尤雷通过实验发现了重氢,取名为氘,化学符号用D表示。光谱线的超精细结构曾被认为是不同的同位素发射的谱线。但现在认为,超精细结构是单一同位素的光谱线由原子核的自旋而引起的复杂结构,而不同同位素的光谱差别则称为“同位素移位”。氢原子同位素移位是可以准确算出的。1932年,尤里(H.C.Urey)等人用3 m凹面衍射光栅拍摄巴耳末(J.J.Balmer)线系的光谱,发现在Hα,Hβ,Hγ和Hδ的短波一侧均有一条弱的伴线,测量这些伴线的波长并在实验误差范围内与计算结果比较,从而证实了重氢21 H(氘)的存在。
2.1.1 实验目的
①通过测量氢和氘谱线的波长,计算氢和氘的原子核的质量比以及里德伯(J.R. Rydberg)常量RH(RD)。
②掌握光栅摄谱仪的原理和使用方法,并学会用光谱进行分析。
2.1.2 实验原理
原子光谱是线光谱,光谱排列的规律不同,反映出原子结构的不同。研究原子结构的基本方法之一是进行光谱分析。
氢原子在可见光区的谱线系是巴耳末系,其代表线为Hα,Hβ,Hγ,…,这些谱线的间隔和强度都向着短波方向递减,并满足下列规律:
式中,B=364.56 nm,n为正整数。当n=3,4,5时,式(2.1.1)分别给出Hα,Hβ,Hγ各谱线的
波长,此式是瑞士物理学家巴耳末根据实验结果首先总结出来的,故称为巴耳末公式。
若用波数
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