氢光谱与类氢光谱

光谱线系的规律与原子结构有内在的联系，因此，光谱是研究原子结构的一种重要的方法。氢原子结构是所有原子中最简单的，便于从实验上和理论上进行充分的研究。碱金属原子的最外面的壳层上只有一个容易电离的电子，把这个电子称之为价电子。而内壳层则都是满壳层，满壳层上的电子不易电离，而绕原子核运动，这些电子与原子核形成一个比较坚实的集团，称为原子实。可以把碱金属看成类氢原子。

物理楼149-151

实验教师 姚红英 高春雷 张远波 等

该实验教材为《近代物理实验》，第二版，戴乐山，戴道宣. 高等教育出版社，2006.7。实验四 氢光谱与类氢光谱。

氢光谱与类氢光谱_近代物理实验书_戴乐山.pdf

平面光栅单色仪

（仪器型号：WGD-8A；波长区间：200-660 nm；光栅参数：2400 l/mm， λ闪=250 nm；分辨率：优于0.06 nm）

氢灯，氢灯电源，钠灯，钠灯电源

白炙灯，白炽灯电源

电脑

1. 学会使用平面光栅单色仪
2. 了解氢光谱的同位素位移
3. 能够辨认及分析钠原子光谱的各个线系

光谱线系的规律与原子结构有内在的联系，因此,光谱是研究原子结构的一种重要方法。氢原子结构是所有原子中最简单的，便于从实验上和理论上对它进行充分的研究。早在1853年,埃格斯特就对氢光谱作了精确的测量。一百多年来，对氢光谱和氢原子结构的研究从未间断，它是实验研究与理论研究互相促进的典范。碱金属原子的最外层的壳层上只有一个容易电离的电子，而内壳层都是满壳层，满壳层上的电子不一电离，绕原子核运动，这些电子与原子核形成原子实。因此碱金属属于一种类氢原子，但它有别于氢原子，它的原子实并不严实，是由Z个带正电的质子和Z－1个带负电的电子组成，在价电子场的作用下，正负电荷的中心不重合，原子实被极化，这样，价电子不仅受到库仑场的作用还将受到偶极矩的作用，类氢原子的能级变为：

式中ń称为有效量子数。ń＝n+Δ,Δ则称为量子亏损。

钠原子光谱线的波数为

钠原子光谱有四个主要线系：

主线系 nP→3S, n≥3

锐线系 nS→3P, n≥4

漫线系 nD→3P, n≥3

基线系 nF→3D, n≥4

1. 了解平面光栅单色仪的性能和使用方法
2. 测量氢氘光谱，了解同位素谱线位移，氢氘光谱实验步骤及要求.pdf
3. 测量钠原子光谱，钠光谱实验步骤及要求.pdf
4. 分析辨认钠原子光谱的各个谱线，并计算量子缺；根据钠光谱中各谱线的波长及选择定则，试画出钠原子能级图（已知钠原子的电离电压为5.12eV）。

1. 写明本实验的目的和意义。
2. 阐述实验的基本原理、设计思路和研究过程。
3. 记下所用仪器、材料的规格或型号、数量等。
4. 记录实验的全过程，包括实验方法、各种实验现象和数据处理等。
5. 分析实验结果，讨论实验中出现的各种问题。
6. 得出实验结论，并提出改进意见。

• 郑广恒.近代物理学.上册.上海:复旦大学出版社,1991
• 杨福家.原子物理学.第2版,北京:高等教育出版社,1990
• C.坎恩达勒,近代干涉仪.周雄豪译.上海:上海科学技术出版社,1959
• 近代物理实验 吴思诚 高等教育出版社，2005

• 开缝关缝时要缓慢仔细，不可用力过大损坏狭缝．

实验室只提供了氢氘光谱实验步骤及要求，我们这组自己总结了钠光谱实验步骤，供大家参考。钠光谱实验步骤级要求.pdf —-帅师11300300057&徐行11300300058

非常感谢帅师和徐行！ — Hongying Yao