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1、原子光谱定性分析 （设计性实验）,什么是原子光谱？,原子中的电子，其运动状态发生变化时发射或吸收有特定频率的电磁波频谱，就称为原子光谱。 电子从高能量激发态跃迁到较低能态而发射光子，构成发射谱，反之从较低能态吸收光子跃迁到较高激发态，构成吸收谱。 用原子光谱可以研究分子结构、固体结构、原子的运动状态等，有着广泛的应用价值。,设计要求,以氦灯作为已知光源，求出汞 灯光谱中各条谱线的波长和棱镜对 该光线的折射率。,注：氦灯光谱线不得少于5条， 汞灯光谱线不得少于3条。,设计原理：,介质的折射率随着入射光在真空中的波长而变化。氦灯光源通过三棱镜折射出六条较亮的谱线，汞灯光源通过三棱镜折射出三条较亮的
2、谱线。利用分光计测量出各条光线的最小偏向角。,色散现象,三棱镜对入射光线的最小偏向角min 与对其入射光的折射率n 存在单值关系：,只要测量出min ，就可根据上式求出三棱镜对该光线的折射率n。,设计方案,1、用氦灯作为光源，以三棱镜为色散器件，测出氦灯各条光谱线的最小偏向角。 2、用汞灯作为光源，以三棱镜为色散器件，测出低压汞灯各条谱线的最小偏向角。 3、绘出氦灯波长与折射率的关系曲线。 4、在关系曲线上找出汞灯最小偏向角对应的波长。 5、根据公式计算汞灯各条谱线关于该三棱镜的折射率。,氦灯光谱,分光计的结构,分光计的调整（三个清晰）,1、调整目镜和分划板之间的距离，十字叉丝清晰。,2、调整
3、分划板和望远镜物镜之间的距离，绿十字清晰。,3、调整狭缝和平行光管透镜之间的距离，侠缝清晰。,最小偏向角定义： 当转动三棱镜时，入射角改变，偏向角也会随之改变，在某个入射角处，偏向角达到最小，称为最小偏向角 min。,测量最小偏向角,平行光管,望远镜,望远镜,以上测量的是AC面出射光的方向，要最终求得最小偏向角，还需测量AB面出射光方向，方法同上，图示如下,以上测量的是AC面出射光的方向，要最终求得最小偏向角，还需测量AB面出射光方向，方法同上,注意： 最小偏向角随着波长的增大而减小,最小偏向角计算：,平行光管,望远镜,望远镜,只要测量出：,就可求出最小偏向角,读数方法,实验数据,氦灯,实验数
4、据,汞灯,如何求汞灯各谱线的波长？,可用Origin软件作图,将表格中最小偏向角的数据和波长的数据导入并作图，用软件中的Analysis菜单下的Fit Polynomial命令可以拟合出定标曲线。然后用图像法求出汞灯光谱中各条谱线的波长和棱镜对该光线的折射率。 也可以用坐标纸做图。,数据处理,定标曲线,补充内容,柯西正常色散关系,正常色散：对于各向同性介质，折射率随着波长的增加而减小，关系式如下,（方法二）用Origin软件作图,将氦灯表格中折射率列的数据和波长倒数列的数据导入并作图，用软件中的Analysis菜单下的Fit Polynomial命令可以做二项式拟合，可以得到柯西正常色散关系中的参数 A,B,C,由拟合参数解析求汞灯谱线的波长,代入柯西正常色散关系式,解二次方程可以得到汞灯各光谱线的波长,（方法一）坐标纸作图法,用氦灯数据做的图,求解汞灯光谱线波长举例,由最小偏向角数据可计算得到汞灯第一条黄色 谱线折射率n=1.6743,可得汞灯第一条黄色谱线波长为,