对H-D光谱实验进行计算机仿真,由计算机控制的摄谱仪进行氢氘光谱摄谱,对谱线寻峰,计算出里德伯常量、氢氘质量比和同位素位移,并画出了氢原子的能谱图。
维普资讯 http://www.wendangwang.com
第2 7卷
第9期
物理实验
PH Y SI CS EXPERI EN TA T 1 N M 0
Vo . 7 NO 9 12 .
Se p., 0 20 7
20 0 7年 9月
H—光谱实验的计算机仿真 D
孟庆男
(吉林大学材料科学与工程学院，吉林长春 1 0 2 ) 3 0 3
摘要： H D光谱实验进行计算机仿真，对—由计算机控制的摄谱仪进行氢氘光谱摄谱，谱线寻峰，算出里德伯对计常量、氘质量比和同位素位移，画出了氢原子的能谱图.氢并 关键词： D光谱；算机仿真；德伯常量 H—计里
中图分类号： 43￣ 5 2 3 0—9 O 6 .文献标识码： A
’
文章编号：0 54 4 (0 70—0 40 10—6 22 0 )90 4—3
1
1
l引言
氢光谱规律的发现对于人们认识微观世界，
一
建立原子微观结构模型和量子力学的规律都起了
重要的作用.通过仿真实验，以验证巴耳末可
对于氢原子 (氢原子 )巴耳末线系波数为类，
;(。 1(一 )R ,一4 )c 2= 1 ) Eh丌川 1 1“ (一 7’ 7\ 2
1 l
( ame )律的正确性，习波长、 B l r规学里德伯常量的测量方法.同时利用计算机进行 H—光谱的虚 D拟仿真.两者加以对照，深层次的理解实验本更质，了解虚拟系统在物理实验的重要性.并
M
式中和 m为电子电荷和质量， h为普朗克常量，
c为光速，为氢原子核质量 .比较 ( ) ( ) M 2,3式得
R H一 2 cm e 7 1 M R。。
2原理
18 8 5年，士科学家巴耳末根据实验结果得瑞
( 7￡ ) 1 4 co h
出在可见光区的氢光谱分布的经验公式：
一一 B, () 1
根据 () 4式和 H, D的里德伯常量为
R一，R D- -,
1+
1+
式中为连续整数， 3 4 5一，,….为了更清楚地表明谱线的分布规律，将 ( )现 1式改写为
1
则氢氘的质量比为
Ms RD RH/
R一 Io I ￣‘
_
,、 -
一 )R(一 ) c一 , 2 J w 1 I J 壶
一
H
式中为波数
,为里德伯常量 .玻尔建立氢原 R
子模型，导出氢及类氢原子的能量为
E F 2 n Z
如果通过实验测得 R。 Rw值，代人 ( )/并 5式可得氢氘原子核质量比.R。与 R的值可根据巴 耳末公式求得，方法利用 ( )测得氢、的波长 2式氘
一
式中： 一
丽
’
并换算为波数便可求得各自的里德伯常量. 某一元素的同位素其质量数不同，因此他们的里德伯常量不同，长 (波波数 )也不相同.同位
素的波长差称为同位素位移，对氢和氘而言，同其
, -3 4 5 -,,….其辐射出光量子
数的波数为
一
至二兰一！ 笆
h c
( o。\l, J’ 4c )hc, l 7￡;;
f一一 1\
位素位移为：
令
收稿日期： 0 70—5修改日期： 0 70—8 2 0— 12; 2 0— 60
作者简介：庆男 ( 9 6 )男，林长春人，林大学材料科学与工程学院 2 0科生孟 18一，吉吉 04本
