研究性报告-（word可编辑）.doc

腿莃蒃螃罿膆葿螂肁蒂莅螂膄芅蚃螁袃蒀蕿螀羆芃蒅衿肈蒈莁袈膀芁蚀袇袀肄蚆袆肂艿薂袆膅膂蒈袅袄莈莄袄羇膁蚂袃聿莆薈羂膁腿蒄羁袁莄莀羀羃膇蝿羀膅莃蚅罿芈芅薁羈羇蒁蒇薄肀芄莃薄膂葿蚂蚃袂节薈蚂羄蒇蒄蚁肆芀荿蚀艿肃螈虿羈荿蚄蚈肁膁薀蚈膃莇蒆蚇袂膀莂螆羅莅蚁螅肇膈薇螄腿莃蒃螃罿膆葿螂肁蒂莅螂膄芅蚃螁袃蒀蕿螀羆芃蒅衿肈蒈莁袈膀芁蚀袇袀肄蚆袆肂艿薂袆膅膂蒈袅袄莈莄袄羇膁蚂袃聿莆薈羂膁腿蒄羁袁莄莀羀羃膇蝿羀膅莃蚅罿芈芅薁羈羇蒁蒇薄肀芄莃薄膂葿蚂蚃袂节薈蚂羄蒇蒄蚁肆芀荿蚀艿肃螈虿羈荿蚄蚈肁膁薀蚈膃莇蒆蚇袂膀莂螆羅莅蚁螅肇膈薇螄腿莃蒃螃罿膆葿螂肁蒂莅螂膄芅蚃螁袃蒀蕿螀羆芃蒅衿肈蒈莁袈膀芁蚀袇袀肄蚆袆肂艿薂袆膅膂蒈袅袄莈莄袄羇膁蚂袃聿莆薈羂膁腿蒄羁袁莄莀羀羃膇蝿羀膅莃蚅罿芈芅薁羈羇蒁蒇薄肀芄莃薄膂葿蚂蚃袂节薈蚂羄蒇蒄蚁肆芀荿蚀艿肃螈虿羈荿蚄蚈肁膁薀蚈膃莇蒆蚇袂膀莂螆羅莅蚁螅肇膈薇螄腿莃蒃螃罿膆葿螂肁蒂莅螂膄芅蚃螁袃蒀蕿螀羆芃蒅衿肈蒈莁袈膀芁蚀袇袀肄蚆袆肂艿薂袆膅膂蒈袅袄莈莄袄羇膁蚂袃聿莆薈羂膁腿蒄羁袁莄莀羀羃膇蝿羀膅莃蚅罿芈芅薁羈羇蒁蒇薄肀芄莃薄膂葿蚂蚃袂节薈蚂羄蒇蒄蚁肆芀荿蚀艿肃螈虿羈荿蚄蚈肁膁薀蚈膃莇蒆 研究性报告 39141216丁杰 39141228曹海滨对氢原子光谱实验中钠双线的分辨讨论及实验分析一、摘要本文对以钠光校准光栅常数为背景，简单介绍了该实验的原理、步骤、仪器并研究讨论了：1钠光双线在实验中人眼分辨问题，并提出关于如何更好地分开钠光的双线的假设；2实验条件下实验误差的分析，并进行理论估算确定修正值；在报告的末尾附上实验的心得体会。二、实验原理i 光栅方程 dsin=k(k=0, 1, 2, ,)以此为实验基本原理，可测得光栅常数d。ii色分辨本领波长差为两条谱线，因光栅的色散而分开当一条谱线的极大值刚好与另一条谱线的极小值重合时两者刚可分辨。 =kdcos；而谱线的半角宽度=dcos；当两者相等时，可被分辨：=k 其中N=D/d, D平行光管的口径。iii光学仪器中将最小分辨角的倒数称为仪器的分辨本领设人眼瞳孔直径为D， 玻璃体折射率为n=1.36可把人眼看成一枚凸 透镜，焦距只有20毫 米，又dj=1.22/D可得人眼的分辨情况。三、实验仪器1分光仪，本实验中用来准确测量衍射角。2.透射光栅，使用的是空间频率为300/mm的黑白复制光栅。3.钠灯及电源，你等型号为ND20，预热十分钟后会发出平均波长为589.3nm的强黄光。四、主要实验步骤调节分光仪要求：望远镜聚焦于无穷远，其光轴垂直仪器主轴；平行光管出射平行光，其光轴垂直仪器主轴。调节光栅要求：使光栅平面(光栅刻线所在平面)与仪器主轴平行，且光栅平面垂直平行光管；光栅刻线与仪器主轴平行。测光栅常数用钠黄光=589.3nm作为标准谱线校准光栅常数。测氢原子里德伯常数测定氢光谱中23条可见光的波长，并由此测定氢原子的里德伯常数RH。五、数据记录与处理原始数据 K-1+1左右左右1555235634352143523546174533337153353292101121027145914542344543213383333517450354461542033418k-2+2左右左右11852452014344323181.计算=左-右+左-右4 d=sin1=101515 2=101445 3=101230 4=10140 5=101430 =101412 d=sin=3315.9996nm2.计算不确定度ua(d)=d ua() =cossin2 ua()u()=123 =4.810-3 u()=u()5=2.1510-3所以，ua(d)=589.3cossin2u()=2.17nm du(d) =(33152)nm。3.计算钠黄光k=1,2级的角色散率和分辨本领=0.6nmK=1 D=3.06510-4/nm R=k N=2.201073315=6636.5 =R=0.088nmK=2 D=6.45510-4/nm R=k N=22.201073315=13273 =0.044nm六、讨论1.钠双线的分辨故钠黄光双线理论上能被分开，但是在实验过程中，我们观察到的谱线均看不到钠光双线，那么这是不是存在着人眼分辨的问题，下面我们推导这一过程验证猜想。人眼的分辨能力，=1.22D,人眼瞳孔直径约为34mm，则=1.22589.33.5106=2.0510-4而角色散率为D，则可得=D当k=1时，=3.06510-40.6=1.83910-4 k=2, =6.45510-40.6=3.87310-4因而，钠光的一级谱线看不到钠光双线，在二级谱线能看到钠光双线被分开。如果要清楚的看到钠光双线由D=kdcos,易知可用光栅常数小的光栅进行实验，但是光栅常数并不能无限小，光栅方程dsin=k(k=0, 1, 2, ,)决定了其最小值dmin=589.3nm，即空间频率要小于1697/mm。2.实验分析及总结在这里只做简单分析，首先，本实验的测量精度较高，在仪器调节正确的情况下均能得到较精确的数据，误差也较小，所以该实验的关键在于调节，调节仪器一定要精确， 不能有“差不多就行”的思想，否则会导致实验的不准确。此外，我对实验的设备方面还有一些看法，分光仪载物台上的固定装置成为最大鸡肋，对于固定并未起到很大的作用，反而有时会干扰了光栅的调整；实验配备的小手电同样有如此弊端，由于本实验容易受干扰，所以对于此类的设备要么弃之或改为先进设备，如磁吸附固定，无线手电等。 肈芄蒁螃肇莆螆肂肆蒈蕿羈肅薁螅袄肄芀薇螀肄莂螃蚆膃蒅薆羄膂膄螁袀膁莇薄袆膀葿衿螂腿薁蚂肁膈芁蒅羇膈莃蚁袃芇蒆蒃蝿芆膅虿蚅芅芈蒂羃芄蒀蚇罿芃薂薀袅节节螅螁节莄薈肀芁蒆螄羆莀蕿薇袂荿芈螂螈羅莁薅蚄羅薃螀肃羄芃蚃罿羃莅衿袅羂蒇蚁螁羁薀蒄聿羀艿蚀羅肀莂蒃袁聿蒄蚈螇肈芄蒁螃肇莆螆肂肆蒈蕿羈肅薁螅袄肄芀薇螀肄莂螃蚆膃蒅薆羄膂膄螁袀膁莇薄袆膀葿衿螂腿薁蚂肁膈芁蒅羇膈莃蚁袃芇蒆蒃蝿芆膅虿蚅芅芈蒂羃芄蒀蚇罿芃薂薀袅节节螅螁节莄薈肀芁蒆螄羆莀蕿薇袂荿芈螂螈羅莁薅蚄羅薃螀肃羄芃蚃罿羃莅衿袅羂蒇蚁螁羁薀蒄聿羀艿蚀羅肀莂蒃袁聿蒄蚈螇肈芄蒁螃肇莆螆肂肆蒈蕿羈肅薁螅袄肄芀薇螀肄莂螃蚆膃蒅薆羄膂膄螁袀膁莇薄袆膀葿衿螂腿薁蚂肁膈芁蒅羇膈莃蚁袃芇蒆蒃蝿芆膅虿蚅芅芈蒂羃芄蒀蚇罿芃薂薀袅节节螅螁节莄薈肀芁蒆螄羆莀蕿薇袂荿芈螂螈羅莁薅蚄羅薃螀肃羄芃蚃罿