光学多道与氢氘光谱实验报告(2)

波数????m?1? 1.52288 2.05670 2.30334 2.43715 1.52332 2.05725 2.30398 2.43774 里德伯常量?cm?1? 109647.20 109690.74 109682.91 109671.60 109678.95 109720.09 109713.25 109698.35 平均值?cm? ?1109673.12 109702.66 对应光谱项?cm? ?112185.902 6854.5698 4386.9247 3046.4755 12189.184 6856.4161 4388.1063 3047.2960 （2）下面通过公式（8）利用氢氘光谱波长计算电子与质子质量之比，其数据处理如表6所示：

表格 6电子与质子质量比计算

能级n 3 656.651 656.461 4 486.215 486.085 5 434.152 434.032 6 410.316 410.216 ?H?nm? ?D?nm? ????H??D?nm? memp计算值 memp平均值 0.190 0.000579 0.130 0.000535 0.120 0.000553 0.100 0.000488 0.000539 0.000545 1.08% memp理论值 相对误差 数据分析： ①氢氘谱线分裂间距的影响因素：第一，由公式（8）???me2mp?D可以看出其分裂间距与

氘谱线波长成正比，即????D；第二，在实验操作过程中，谱线分裂间距还与狭缝的宽度有关：狭缝宽度越窄，通过的波长宽度越窄，谱线分裂越明显，体现出其分裂间距越大。 ②误差分析：第一，实验仪器（光学多道分析仪）本身在波长定标和测量时本身就有一定的系统误差；第二，在数据处理时采取近似导致误差，比如公式（8）的近似和空气折射率的近似（不考虑温度、气压和空气湿度对折射率的影响）。 （3）氢光谱的能级图

根据以上测量和计算的结果，可以得到氢巴耳末线系光谱图，如图4所示：

6

0 -3046.4755 -4386.9247 -6854.5698 n=6 n=5 n=4 -12185.902 n=3 Hα -27418.279 -RH/n2(cm-1)

Hδ

Hγ Hβ n=2 656.651nm 486.215nm 434.152nm 410.316nm

图4 氢巴耳末线系光谱图

6． 实验结论

本实验利用光学多道分析仪，使用已知波长的氦光谱进行定标测量了氢光谱，并在此基

础上测量氢氘同位素光谱，获得了氢氘光谱的波长值；利用这些测得值计算出了氢氘的里德伯常量分别为RH?109673.12cm?1和RD?109702.66cm?1，得到了氢氘光谱的各光谱项；

除此之外，还通过计算得出了电子与质子质量之比为memp?0.000539，与理论值0.000545符合得很好。

参考文献

[1]熊俊. 近代物理实验. 北京. 北京师范大学出版社. 2007.8 [2]陈宏芳. 原子物理学. 北京. 科学出版社. 2006.4

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