实验重点

1.熟悉光栅单色仪的基本结构和原理,掌握光栅单色仪的发展与应用。

2.通过单色仪定标和测量钠光灯、汞灯、氢氘灯光谱,熟悉光栅单色仪实验方法。

3.理解原子能级跃迁规律、能级差和跃迁几率,掌握计算光谱里德伯常数的方法。

辅助功能介绍:

界面的右上角的功能显示框:当在普通做实验状态下,显示实验实际用时、记录数据按钮、结束实验按钮、注意事项按钮;在考试状态下,显示考试所剩时间的倒计时、记录数据按钮、结束考试按钮、显示试卷按钮(考试状态下显示)、注意事项按钮。

右上角工具箱:各种使用工具,如计算器等。

右上角help和关闭按钮: help可以打开帮助文件,关闭按钮功能就是关闭实验。

实验仪器栏:存放实验所需的仪器,可以点击其中的仪器拖放至桌面,鼠标触及到仪器,实验仪器栏会显示仪器的相关信息;仪器使用完后,则不允许拖动仪器栏中的仪器了。

提示信息栏:显示实验过程中的仪器信息,实验内容信息,仪器功能按钮信息等相关信息,按F1键可以获得更多帮助信息。

实验状态辅助栏:显示实验名称和实验内容信息(多个实验内容依次列出),当前实验内容显示为红色,其他实验内容为蓝色;可以通过单击实验内容进行实验内容之间的切换。切换至新的实验内容后,实验桌上的仪器会重新按照当前实验内容进行初始化。

实验操作方法:

实验内容一:光栅单色仪的定标及汞灯光谱线测量

(1)主窗口介绍

成功进入实验场景窗体,默认进入 “光栅单色仪的定标及汞灯光谱线测量”实验,实验场景的主窗体如下图组所示:

光栅单色仪的定标及汞灯光谱线测量实验主场景图

(2)连接钠灯和电源,并打开电源

鼠标放到钠灯一个接线柱上,按下鼠标拖动到钠灯电源的一个接线柱后,松开鼠标,这两个接线柱便由一根导线连接;同理,将另外两个接线柱连接,此时,钠灯和电源连接;

双击打开电源大视图,左击开关,打开电源;

(3)用钠灯589.0和589.6nm谱线给单色仪定标

1)鼠标拖动钠灯到光栅单色仪狭缝处,调节汞灯位置,使光线顺利通过狭缝;

2)双击打开光电倍增管,打开光电倍增管电源,选择合适负高压;

3)双击打开光谱仪系统大视图;

4)点击参数设置按钮,设置波长范围中起始波长为585nm,终止波长为595nm,扫描速度默认为最快(选择波长范围后,需要进行波长检索,为节省时间,扫描速度选最快);

5)点击波长检索,输入需要检索的波长:585nm,点击确定按钮;

6)为保证扫描质量,先将参数设置中扫描速度改为很慢;点击光谱扫描按钮,光谱仪开始扫描;

7)击读取数据按钮,弹出数据列表;

8)击波长校正按钮,弹出波长线性校正对话框,用数据列表中593.1nm波长值减去理论值589.0nm,将结果记录到当前波长偏差值,点击确定按钮,完成单色仪定标;

(4)测量钠灯光谱

1)点击参数设置按钮,设置波长范围中起始波长为490nm,终止波长为620nm,扫描速度默认为最快(选择波长范围后,需要进行波长检索,为节省时间,扫描速度选最快);

2)点击波长检索,输入需要检索的波长:490nm,点击确定按钮;

3)为保证扫描质量,先将参数设置中扫描速度改为很慢;点击光谱扫描按钮,光谱仪开始扫描;

4)点击读取数据按钮,弹出数据列表

5)点击纪录数据按钮,弹出实验数据表格,将氢氘灯光谱波长纪录到表格中,计算里德伯常量;

(5)测量汞灯光谱

1)移走钠灯,左击钠灯和电源连线,断开连线;

2)连接汞灯和电源,打开电源;

鼠标放到汞灯一个接线柱上,按下鼠标拖动到汞灯电源的一个接线柱后,松开鼠标,这两个接线柱便由一根导线连接;同理,将另外两个接线柱连接,此时,汞灯和电源连接;

双击打开电源大视图,左击开关,打开电源;

3)将汞灯拖到到光栅单色仪狭缝处,调节汞灯位置,使光线顺利通过狭缝;

4)双击打开光电倍增管,打开光电倍增管电源,选择合适负高压;

5)双击打开光谱仪系统大视图

6)点击参数设置按钮,设置波长范围中起始波长为360nm,终止波长为585nm,选择合适的终止能量,扫描速度默认为最快(选择波长范围后,需要进行波长检索,为节省时间,扫描速度选最快);

7)点击波长检索,输入需要检索的波长:360nm,点击确定按钮;

8)为保证扫描质量,先将参数设置中扫描速度改为很慢;点击光谱扫描按钮,光谱仪开始扫描;

9)点击读取数据按钮,弹出数据列表

10)点击纪录数据按钮,弹出实验数据表格,将氢氘灯光谱波长纪录到表格中,计算里德伯常量;

实验内容二:光栅单色仪的定标及氢氘灯光谱线测量

(1)主窗口介绍

成功进入实验场景窗体,默认进入 “光栅单色仪的定标及氢氘灯光谱线测量”实验,实验场景的主窗体如下图组所示:

光栅单色仪的定标及氢氘灯光谱线测量实验主场景图

(2)连接汞灯和电源,并打开电源

鼠标放到汞灯一个接线柱上,按下鼠标拖动到汞灯电源的一个接线柱后,松开鼠标,这两个接线柱便由一根导线连接;同理,将另外两个接线柱连接,此时,汞灯和电源连接;

双击打开汞灯电源大视图,左击开关,打开电源;

(3)用汞灯给单色仪定标

1)鼠标拖动汞灯到光栅单色仪狭缝处,调节汞灯位置,使光线顺利通过狭缝;

2)双击打开光电倍增管,打开光电倍增管电源,选择合适负高压;

3)双击打开光谱仪系统大视图

4)点击参数设置按钮,设置波长范围中起始波长为430nm,终止波长为440nm,扫描速度默认为最快(选择波长范围后,需要进行波长检索,为节省时间,扫描速度选最快);

5)击波长检索,输入需要检索的波长:430nm,点击确定按钮;

6)检索结束后,为保证扫描质量,先将参数设置中扫描速度改为很慢;点击光谱扫描按钮,光谱仪开始扫描;

7)击读取数据按钮,弹出数据列表

8)击波长校正按钮,弹出波长线性校正对话框,用数据列表中波长值减去理论值435.84nm,将结果记录到当前波长偏差值,点击确定按钮,完成单色仪定标;

(4)连接氢氘灯和电源,打开电源

鼠标放到氢氘灯一个接线柱上,按下鼠标拖动到氢氘灯电源的一个接线柱后,松开鼠标,这两个接线柱便由一根导线连接;同理,将另外两个接线柱连接,此时,氢氘灯和电源连接;

双击打开氢氘灯灯电源大视图,左击开关,打开电源;

(5)测量氢氘灯光谱

1)汞灯移走,将氢氘灯拖到到光栅单色仪狭缝处,调节氢氘灯位置,使光线顺利通过狭缝;

2)双击打开光电倍增管,打开光电倍增管电源,选择合适负高压;

3)双击打开光谱仪系统大视图;

4)点击参数设置按钮,设置波长范围中起始波长为400nm,终止波长为660nm,扫描速度默认为最快(选择波长范围后,需要进行波长检索,为节省时间,扫描速度选最快);

5)点击波长检索,输入需要检索的波长:400nm,点击确定按钮;

6)波长检索完成后,为保证扫描质量,先将参数设置中扫描速度改为很慢;点击光谱扫描按钮,光谱仪开始扫描;

7)点击读取数据按钮,弹出数据列表

8)点击纪录数据按钮,弹出实验数据表格,将氢氘灯光谱波长纪录到表格中,计算里德伯常量;