氘光譜實(shí)驗(yàn)

1、氘光譜實(shí)驗(yàn),電科091 何旋 09461103,氘原子 20世紀(jì)初，人們根據(jù)實(shí)驗(yàn)預(yù)測氫有同位素，1919年發(fā)明質(zhì)譜儀后，物理學(xué)家用質(zhì)譜儀測得氫的原子量為1.00778，而化學(xué)家由各種化合物測得為1.00779?；谏鲜鑫⑿〉牟町?，伯奇認(rèn)為氫也有同位素2H（元素左上角標(biāo)代表原子量），它的質(zhì)量約為1H的2倍，據(jù)此他們算得1H和2H在自然辦是的含量比大約為4000：1。,由于里德伯常量和原子核的質(zhì)量有關(guān)，2H的光譜相對于1H的應(yīng)該

2、會有位移。1932年，尤雷將3L液氫在低壓下細(xì)心蒸發(fā)至1毫升以提高2H的含量，然后將那1mL注入放電管中，用它拍得的光譜，果然出現(xiàn)了相對于1H移位了的2H的光譜，從而發(fā)現(xiàn)了重氫，取名為氘，化學(xué)符號用D表示。由此可見，對樣品的考究，實(shí)驗(yàn)的細(xì)心，測量的精確，于科學(xué)進(jìn)步非常重要。,,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握定量測定氘光譜的方法。（2）熟悉多功能光柵光譜儀的光學(xué)系統(tǒng)、電子系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。,二、實(shí)驗(yàn)原理    1

3、．在一塊透明的光學(xué)玻璃平板上刻有大量的相互平行、等寬等間距的刻痕，構(gòu)成光柵。光柵可分為透射光柵、平面反射光柵等。本實(shí)驗(yàn)采用平面反射光柵。光柵方程為 （a+b）sin ψk = k λ                     

4、;   式中 ψk稱為第k級衍射角，（a+b） 是反射光部分與漫反射部分的寬度，稱為光柵常數(shù)， λ 表示待測的波長。,2．光柵光譜儀的光學(xué)系統(tǒng)如圖1所示。M1為準(zhǔn)直鏡，M2為物鏡，M3為轉(zhuǎn)鏡，G為平面衍射光柵，S1為入射狹縫，S3為出射狹縫。光束從S1入射，經(jīng)過準(zhǔn)直鏡M1后，成為平行光，平行光經(jīng)過平面反射光柵衍射后入射到物鏡M2上，并且會聚到S2處，在光路遇到轉(zhuǎn)鏡M3后成像在S3處。在S3位置安置CCD接

5、收器件，通過連接線傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上。,,,圖3.1 光學(xué)系統(tǒng)圖,三、實(shí)驗(yàn)器材 WDS多功能光柵光譜儀。 WDS多功能光柵光譜儀由光柵單色儀主機(jī)、掃描系統(tǒng)、接收單元、信號放大系統(tǒng)、A/D采集單元和計(jì)算機(jī)組成，集成了光學(xué)、精密機(jī)械、電子學(xué)和計(jì)算機(jī)于一體的光機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)儀器。,四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．準(zhǔn)備工作       開機(jī)之前檢查光柵光譜儀的單色儀主機(jī)、電控

6、箱、接收單元、計(jì)算機(jī)連線。將入射狹縫寬度、出射狹縫寬度都調(diào)至0.1mm左右。 2．實(shí)驗(yàn)測量 按圖2連接好線，左邊是氘燈和電控箱，如圖3所示；右邊是光柵光譜儀，如圖4所示。電控箱包括電源、信號放大、控制系統(tǒng)和光源系統(tǒng)，確認(rèn)所有連線正確連接后，打開電控箱的開關(guān)，再運(yùn)行儀器操作軟件，進(jìn)行測量氘光譜。,軟件界面圖,五、注意事項(xiàng)（1）狹縫可調(diào)范圍為0~2mm，每旋轉(zhuǎn)一周狹縫寬度變化0.5mm，平時(shí)不能置于0或2mm，