原子分子物理技术及应用专题6 原子分子技术

专题6 原子分子技术及其应用 第一章 原子分子技术理论基础知识 一、原子物理学简介 　　原子物理学是研究原子的结构、运动规律及相互作用的物理学分支。它主要研究：原子的电子结构；原子光谱；原子之间或与其他物质的碰撞过程和相互作用。 　　经过相当长时期的探索，直到20世纪初，人们对原子本身的结构和内部运动规律才有了比较清楚的认识，之后才逐步建立起近代的原子物理学。 　　1897年前后，科学家们逐渐确定了电子的各种基本特性，并确立了电子是各种原子的共同组成部分。通常，原子是电中性的，而既然一切原子中都有带负电的电子，那么原子中就必然有带正电的物质。20世纪初，对这一问题曾提出过两种不同的假设。 　　1904年，JJ.汤姆逊提出原子中正电荷以均匀的体密度分布在一个大小等于整个原子的球体内，而带负电的电子则一粒粒地分布在球内的不同位置上，分别以某种频率振动着，从而发出电磁辐射。这个模型被形象的比喻为“果仁面包”模型，不过这个模型理论和实验结果相矛盾，很快就被放弃了。 　　1911年卢瑟福在他所做的粒子散射实验基础上，提出原子的中心是一个重的带正电的核，与整个原子的大小相比，核很小。电子围绕核转动，类似大行星绕太阳转动。这种模型叫做原子的核模型，又称行星模型。从这个模型导出的结论同实验结果符合的很好，很快就被公认了。 　　绕核作旋转运动的电子有加速度，根据经典的电磁理论，电子应当自动地辐射能量，使原子的能量逐渐减少、辐射的频率逐渐改变，因而发射光谱应是连续光谱。电子因能量的减少而循螺线逐渐接近原子核，最后落到原子核上，所以原子应是一个不稳定的系统。 　　但事实上原子是稳定的，原子所发射的光谱是线状的，而不是连续的。这些事实表明：从研究宏观现象中确立的经典电动力学，不适用于原子中的微观过程。这就需要进一步分析原子现象，探索原子内部运动的规律性，并建立适合于微观过程的原子理论。 1913年，丹麦物理学家玻尔在卢瑟福所提出的核模型的基础上，结合原子光谱的经验规律，应用普朗克于1900年提出的量子假说，和爱因斯坦于1905年提出的光子假说，提出了原子所具有的能量形成不连续的能级，当能级发生跃迁时，原子就发射出一定频率的光的假说。 玻尔提出的假说： （1）原子只能较长地停留在一些稳定状态（简称为定态）。原子在这些状态时，不发射或吸收能量；各定态有一定的能量，共数值是彼此分隔的。原子的能量不论通过什么方式发生改变，它只能使原子从一个定态跃迁到另一个定态。 （2）原子从一个定态跃迁到另一个定态而发射或吸收辐射时，辐射频率是一定的。如果用 和代表有关二定态的能量的话，辐射频率 ，决定于如下关系： （6-1-1） 式中，普朗克常数 　　玻尔的假设能够说明氢原子光谱等某些原子现象，初次成功地建立了一种氢原子结构理论。建立玻尔理论是原子结构和原子光谱理论的一个重大进展，但对原子问题作进一步的研究时，却显示出这种理论的缺点，因此只能把它视为很粗略的近似理论。 　　1924年，德布罗意提出微观粒子具有波粒二象性的假设，以后的观察证明，微观粒子具有波的性质。1926年薛定谔在此基础上建立了波动力学。同时，其他学者，如海森伯、玻恩、狄喇克等人，从另外途径建立了等效的理论，这种理论就是现在所说的量子力学，它能很好地解释原子现象。 　　20世纪的前30年，原子物理学处于物理学的前沿，发展很快，促进了量子力学的建立，开创了近代物理的新时代。由于量子力学成功地解决了当时遇到的一些原子物理问题，很多物理学家就认为原子运动的基本规律已清楚，剩下来的只是一些细节问题了。 　　由于认识上的局限性，加上研究原子核和基本粒子的吸引，除一部分波谱学家对原子能级的精细结构与超精细结构进行了深入的研究，取得了一些成就外，很多物理学家都把注意力集中到研究原子核和基本粒子上，在相当长的一段时间里，对原子物理未能进行全面深入的研究，使原子物理的发展受到了一定的影响。 　　20世纪50年代末期，由于空间技术和空间物理学的发展，工程师和科学家们发现，只使用已有的原子物理学知识来解决空间科学和空间技术问题已是很不够了。过去，人们已精确测定了很多谱线的波长，深入研究了原子的能级，对谱线和能级的理论解释也比较准确。 　　但是，对谱线强度、跃迁几率、碰撞截面等这些空间科学中非常重要的基本知识，则了解得很少，甚至对这些物理量的某些参数只知道其量级。核试验中遇到的很多问题也都与这些知识有关。因此还必须对原子物理进行新的实验和理论探讨。 　　原子物理学的发展对激光技术的产生和发展，作出过很大的贡献。激光出现以后，用激光技术来研究原了物理学问题，实验精度有了很大提高，因此又发现了很多新现象和新问题。射频和微波波谱学新实验方法的建立，也成为研究原子光谱线的精细结构的有力工具，推动了对原子能级精细结构的研究。因此，在20世纪50年代末以后，原子物理学的研究又重新被重视起来，成为很活跃的领域。 　　近十多年来，对原子碰撞的研究工作进展很快，已成为原子物理学的一个主要发展方向。目前原子碰撞研究的课题非常广泛，涉及光子、电子、离子、中性原子等与原子和分子碰撞的物理过程。与原子碰撞的研究相应，发展了电子束、离子束、粒子加速器、同步辐射加速器、激光器等激光源、各种能谱仪等测谱设备，以及电子、离子探测器、光电探测器和微弱信号检测方法，还广泛地应用了核物理技术和光谱技术，也发展了新的理论和计算方法。电子计算机的应用，加速了理论计算和实验数据的处理。 　　原子光谱与激光技术的结合，使光谱分辨率达到了百万分之一赫兹以下，时间分辨率接近万亿分之一秒量级，空间分辨达到光谱波长的数量级，实现了光谱在时间、空间上的高分辨。由于激光的功率密度已达到一千万瓦每平方厘米以上，光波电场场强已经超过原子的内场场强，强激光与原子相互作用产生了饱和吸收和双光子、多光子吸收等现象，发展了非线性光谱学，从而成为原了物理学中另一个十分活跃的研究方向。 　　极端物理条件(高温、低温、高压、强场等)下和特殊条件(高激发态、高离化态)下原子的结构和物性的研究，也已成为原子物理研究中的重要领域。 　　原子是从宏观到微观的第一个层次，是一个重要的中间环节。物质世界这些层次的结构和运动变化，是相互联系、相互影响的，对它们的研究缺一不可，很多其他重要的基础学科和技术科学的发展也都要以原子物理为基础，例如化学、生物学、空间物理、天体物理、物理力学等。激光技术、核聚变和空间技术的研究也要原子物理提供一些重要的数据，因此研究和发展原子物理这门学科有着十分重要的理论和实际意义。 二、分子物理学简介 　　分子物理学是研究分子的结构，分子的物理性质，分子间的相互作用；并以此为基础研究气体、液体、固体的物理性质，特别是与热现象有关的物理性质的一个物理学分支。分子物理学与物理学的其他分支如原子物理学、凝聚态物理学、物理力学，以及物理化学、化学动力学、量子化学等都有密切的联系。 　　分子结构涉及的不仅是组成它的各个原子(确切地说是原子核)的平衡几何配置，更重要的是分子各组成部分的相互作用──化学键合。分子的物理性质与分子的化学结构有关，因此研究分子的性质可以确定其化学结构。 　　量子力学是研究化学键本质、分子的物理性质，以及分子间相互作用的基本理论。1930年以来，量子力学在这些问题的理论解释上有很大的进展。分子的量子力学──量子化学，是近代理论化学活跃的前沿之一。应用量子化学原理并配合电子计算机技术，直接计算分子的能级、状态波函数以及其他物理性质，已取得了显著的成就。 　　分子物理学从多方面研究分子的物理性质。它研究分子中原子的相对振动、分子的转动、分子中电子的运动，以及分子间力所产生的现象等。分子光谱是用来研究分子结构的一种重要手段，它提供了大量关于分子结构和分子动力学的知识，这些光谱及其量子力学解释之间的相符，是历史上证实量子理论的重要依据。射频和微波波谱学、原子束和分子束和激光光谱学等技术，能高度精确地测量这类光谱的精细和超精细结构，从而可制定核自旋、核电四板矩以及原子核质量。 　　对于分子的物理性质的研究还包括研究分子的电磁性质(分子在电场和磁场中的行为)，即分子的极化率和磁化率，以及分子的热学性质等。用X射线衍射、中子衍射等技术可直接确定分子的结构。已经发展起来的光电子能谱等，也是研究分子物理性质的有力实验手段。 　　分子物理学从研究物质的分子结构和分子问的相互作用出发，研究物质的热学性质和聚集状态。包括状态方程(体积、温度和压强之间的关系)、各种热力学函数、液体和固体的表面层现象、表面吸附、相平衡和相变，以及扩散、热传导和粘滞性等输运现象，等等。由于这些现象和性质与大量分子的整体运动状态有关，分子物理学中还广泛利用热力学的定律和统计物理学的理论。 三、原子分子物理前沿课题 一、 高激发态结构 二、 碰撞的精密计算 三、 原子分子的能壳分辨波函数 四、 团簇结构 五、 精密测量 六、 奇特原子分子 七、 强场效应 八、 X激光 九、 单原子分子操纵和探测识别 十、 玻色-爱因斯坦凝聚和原子激射器 其他前沿问题： 1、等离子体中的原子分子物理过程:原子分子碰撞及分子反应动力学、外场中的原子动力学 2、原子分子结构:原子团簇及低维体系性质 原子团簇的研究是目前原子与分子物理学发展的一个前沿课题，而低维体系特别是纳米体系的性质的研究是原子分子物理学与介观物理的交叉领域。纳米材料和分子器件展示出广泛的应用前景，对国民经济的发展将起重要的推动作用 3、碰撞的精密计算:激光与原子分子相互作用及光信息学研究 激光与原子分子相互作用可以用于高精度的测定原子、分子的各种数据，研究特殊条件下的原子分子以及控制原子分子的运动等，具有重大理论意义和广阔的实际应用前景,激光等离子体理论及强激光对晶体材料损伤机理的研究对激光淀积制备多层膜材料方面有重要的指导意义，特别是激光对导航窗口材料损伤阈值条件研究是国防军事上关注的重大问题之一 4、原子,分子,离子与固体和表面的相互作用 另外还有一种说法: 5、原子分子碰撞 原子分子与各种粒子(正负电子、离子等)碰撞过程的研究不仅有助于深入了解原子分子结构，揭示基本物理规律，而且能为许多相关学科和应用领域(如天体物理、等离子体物理、凝聚态物理、分子反应动力学及核聚变研究、X-射线激光研究等)提供研究方法和基本数据。近年来本专业点就以下两个方面开展了深入系统的理论研究，形成了自己的特点并取得了一系列科研成果: (1)电子-原子、分子碰撞的光学势模型和可加性 规则 编码规则下载淘宝规则下载天猫规则下载麻将竞赛规则pdf麻将竞赛规则pdf :提出了较完善的电子—原子(或分子)散射的光学势模型，建立了一套较完整的理论计算方法，从而将正电子、负电子被原子或分子散射的微分截面、弹性散射截面、非弹性散射截面以及相对论效应对散射截面的修正等计算纳入一个统一而简捷的理论框架之中，在约1--5000eV的中低能区对大量原子、分子的散射截面进行了准确的计算，特别是对几种复杂分子散射截面的计算，为现有实验结果提供了不可多得的理论比较支持，得到了国内外同行(如中国科大原子碰撞实验组、德国ULM大学光谱与结构数据研究组等)的重视。 (2)电子-分子散射截面的准经验公式:针对一些双原子分子、三原子分子等提出了与分子本身参数及入射电子能量有关的碰撞总截面准经验公式。公式相当简单，但较好地与实验相吻合，体现了物理规律简洁、定量、准确的特征，具有十分丰富的物理内涵，极具进一步研究的价值。 (3)激光场中电子与原子的相互作用:以频率、极化方向和强度为特征的光子的参与，使得碰撞过程更为复杂，对其进行深入地研究，能够揭示出许多新的物理现象与效应，加深对相关粒子间相互作用及动力学过程的理解。激光辅助下电子被原子弹性散射的自由—自由跃迁，是指在激光作用下靶原子保持在基态，而电子在被散射时吸收或发射光子，导致其能量发生数个光子变化的现象，这是激光与电子、原子相互作用的重要形式之一。 (4)原子的光电离和光激发:原子光电离与激发可以帮助我们更好地理解原子中电子的关联与极化，对新型激光器、X-射线激光的研制以及天体物理中不透明度的计算都有着重要贡献。 6、原子分子与固体表面相互作用 原子分子与固体表面相互作用是原子分子物理与其它学科的一个极有意义和前途的交叉学科。本专业点的研究主要包括以下内容: (1)原子分子在固体表面的吸附:对外来原子在固体表面上吸附这一物理化学过程的研究在催化、防腐、催化剂的选择和制造、环境保护等方面均有重要意义。 (2)原子分子或离子与表面的电荷转移:原子分子或离子与表面作用过程大多数伴随着电荷转移，对这种现象的研究对于理解原子分子同表面相互作用机理，避免某些有害过程(如宇宙空间粒子对航天器件的影响)以及进行表面分析等都有重要意义。 (3)过渡金属原子与半导体表面的相互作用:九十年代以来，由于应用和理论方面的重要性，对过渡金属膜及其化合物在导体表面上外延生长所形成的“铁磁体/半导体”的应用前景，并与下一世纪“磁电子学”的发展密切相关。 7、原子对电子的局域化作用机制及其在固体材料研究中的应用 从原子分子微观角度研究固体材料的特性、开展材料的原子分子设计与合成是原子分子物理和凝聚态物理、材料物理等多学科交叉的研究领域，原子对电子的局域化作用机制及其在固体材料研究中的应用是该领域中基础和应用意义重大的前沿课题。 8、原子与激光光谱 激光光谱研究是原子与分子物理学中一个重要的研究方向。本学科成员在该方向就以两个方面开展了很有成效和特色的工作: (1)共振滤波器研究:目前，随着激光通信技术，尤其是激光对潜通信、激光探潜技术和星载激光通讯的飞速发展，为了提高通信距离和效率，不仅需要单频、带宽可调谐的大功率激光器，而且必须具有窄带宽、高透过、中心频率可调谐的与之相匹配的滤光器件。正是基于这种重要的应用背景，原于共振滤波器的研究成为目前国际上一个活跃的研究课题，我国在此方面还处于初步的基础研究阶段。 (2)超短超强激光场中原子分子的非线性研究:本学科成员与上海光机所强光光学实验室合作，开展了原子、分子、离子、原子团簇在超短脉冲强光场作用下的电离和高次谐波辐射特性研究。在理论方面，利用二能级原子模型研究了激光强度，激光频率以及原子跃迁频率对高次谐波辐射的影响，得到了和其它原子模型相同的结果。 四、相关实验简述 现代物理学的重要特征是描述物理现象的物理量是量子化的，也就是说，这些量不能取任意的连续值，而仅限于一些分立的值。最普通的 例子 48个音标大全附带例子子程序调用编程序例子方差分析的例子空间拓扑关系例子方差不存在的例子 是电磁辐射的强度、原子系统的能量和电荷。从下面五个实验中可得出这种量子化的有力证明： 1. 夫兰克—赫兹实验。利用加速的电子与原子的非弹性碰撞将原子由低能态激发到高能态，直接证明了原子内部能量的不连续性，证实了原子分立能级的存在，并提供一种测量激发电位的方法。 2. 光电效应实验，验证了光量子概念的正确性。在光电效应中被释放的电子从辐射场吸收能量hv（h是普朗克常数），它联系着微观世界普遍存在的波粒二象性，揭示能量交换量子化的规律。 3. 密立根油滴实验。通过对微小油滴所带电荷的测量，证实油滴电荷是最小单位电荷（电子电荷）的整数倍，由此直观而准确地测量了电子电荷 。 4. 氢原子光谱。光谱线系的规律与原子结构有内在的联系。原子光谱的研究对原子物理和量子力学的发展起过很大的作用，特别是氢原子光谱，它是最简单、最典型的一种光谱，研究得最早、最透彻。对原子光谱的分析有力地证实了原子中分立能级的存在。给玻尔原子结构的理论有力的支持。人们正是通过原子在不同能级之间跃迁产生的发射和吸收光谱来研究原子能级结构，进而认识原子内部的各种相互作用和运动。 5. 塞曼效应是通过外磁场对原子的作用来研究原子结构的实验。强磁场使得光谱线的分裂以及分裂谱线有着不同的偏振状态使我们认识到原子角动量是空间量子化的，左、右旋园偏振光是分别具有正、负角动量的光子组成的。根据实验所得光谱线分裂的数目和数值及其光的偏振状况，除能确定分裂能级的磁量子数 和 因子数值及其所属精细结构所具有的轨道量子数 和自旋量子数 的数值，而无须知道实验用的是什么原子。因此塞曼效应是研究原子结构的最有效的方法之一。塞曼效应还说明了原子和光子组成的系统角动量守恒原理，在微观世界中光的偏振状态体现了光子的角动量，而光子的角动量是与跃迁时角动量变化相关联的。 以上这些实验在物理学史上是很著名的，对近代物理学的发展起过重要作用。 安排这些实验的目的，除加深对原子物理和量子论基本概念的理解外，还为了掌握实验中使用的方法，以及测量微电流的仪器与技术。 第二章 原子分子技术实验研究 实验6-1 Frank—Hertz实验 1913年，丹麦物理学家玻尔（N.Bohr）在卢瑟福原子核式模型的基础上，结合普朗克的量子理论，成功地解释了原子的稳定性和原子的线状光谱理论，玻尔理论是原子物理学发展史上的一个重要里程碑。在玻尔原子结构理论发表的第二年，即1914年，夫兰克（J、Frank）和赫兹（G、Hertz）用慢电子与稀薄气体原子碰撞的方法，使原子从低能级激发到较高能级。通过测量电子和原子碰撞时交换某一定值的能量，直接证明了原子能级的存在，也证明了原子发生跃变时吸收和发射的能量是完全确定的和不连续的，给玻尔的原子理论提供了直接的而且是独立于光谱研究方法的实验证据。由于此项卓越的成就，他俩获得了1925年的诺贝尔物理学奖。 一、实验目的 1. 通过测定氩（Ar）原子的第一激发电位，证明原子能级的存在。 2. 分析灯丝电压、拒斥电压等因素对 实验曲线的影响。 3. 了解计算机实时测控系统的一般原理和使用方法。 二、预习思考题 1. 灯丝电压对实验结果有何影响？是否影响第一激发电位？ 2. 管子阴极和栅极间的接触电位差对 曲线有何影响？ 3. 如何测定较高能级激发电位或电离电位？ 三、实验原理 玻尔提出的原子理论指出： （1）原子只能较长地停留在一些稳定状态（简称为定态）。原子在这些状态时，不发射或吸收能量；各定态有一定的能量，共数值是彼此分隔的。原子的能量不论通过什么方式发生改变，它只能使原子从一个定态跃迁到另一个定态。 （2）原子从一个定态跃迁到另一个定态而发射或吸收辐射时，辐射频率是一定的。如果用 和 代表有关二定态的能量的话，辐射频率 ，决定于如下关系： （6-1-1） 式中，普朗克常数 原子从低能级向高能级的跃迁，可以通过具有一定能量的电子与原子相碰撞进行能量变换的办法来实现。 设初速度为零的电子在电位差为 的加速电场作用下，获得能量 。当具有这种能量的电子与稀薄气体的原子（比如氩原子）发生碰撞时，就会发生能量变换。如果氩原子从电子传递来的能量恰好为 （6-1-2） 式中， ——氩原子的基态能量 ——氩原子的第一激发态的能量 则氩原子就会从基态跃迁到第一激发态。而相应的电位差 被称为氩原子的第一激发电位（即氩的中肯电位）。测定出这个相位差 ，就可以根据（6-1-2）式求出氩原子的基态和第一激发态之间的能量差了。（其它气体原子的第一激发电位亦可依法求得）。 夫兰克——赫兹实验的原理图如图6-1-1所示。 图6-1-1 图6-1-2 在充氩气的夫兰克——赫兹管中，电子从热阴极发出，阴极K和栅检G之间的加速电压 使电子加速。在板极A和栅极G之间加有反向拒斥电压 。管内空间电位分布如图6-1-2所示。当电子通过KG空间进入GA空间时，如果具有较大的能量 ），就会冲过反向拒斥电场而达到板极，形成板流，被微电流计PA检出。如果电子在KG空间与氩原子碰撞，把自己一部份能量给了氩原子而使后者激发的话，电子本身所剩余的能量就很小，以致通过栅极后已不足以克服拒斥电场而被折回到栅极。这时，通过电流计PA的电流就将显著减少。 实验时，使 电压逐渐增加，并仔细观察电流计PA的电流指示。如果原子能级确实存在，而且基态与第一激发态之间有确定的能量差的话，就能观察到如图6-1-3所示的 ~ 规则变化曲线。 图6-1-3所示的曲线反映了氩原子在KG空间与电子进行能量交换的情况，当KG空间电压逐渐增加时，电子在KG空间被加速而取得越来越大的能量。但起始阶段，由于电压较低，电子的能量较少，即使在运动过程中它与原子相碰撞也只有微小的能量变换（为弹性碰撞）穿过栅极的电子所形成的板流 将随栅极电压 的增加而增大（如图6-1-3的 段）。当KG间的电压达到氩原子的第一激发电位 时，电子在栅极附近与氩原子相碰撞，将自己从加速电场中获得的能量交给后者，并使后者从基态激发到第一激发态，而电子本身由于把能量传给了氩原子，即使穿过了栅极也不能克服反向拒斥电场而被折回栅极。所以板极电流 将显著减小（如图6-1-3曲线的ab段）随着栅极电压 的增加，电子的能量也随之增加，在与氩原子相碰撞后还留下足够的能量，可以克服反向拒斥电场而到达板极A。这时， 图6-1-3 电流又开始上升（bc段）。直到KG间电压是二倍氩原子的第一激发电位 时，电子在KG间又会因二次碰撞而失去能量，因而又造成了第二次板极电流的下降（cd段）。KG间的电压越高，电子在KG间为了得到 的能量而加速运动的距离就越短，电子在KG空间与气体原子碰撞的次数就越多。而且碰撞区随 电压增加，越来越往阴极K靠近。这样，凡在 (6-1-3) 的地方，板极电流 都会相应下跌，形成规则起伏变化的 ~ 曲线。而与各次板极电流 下跌到最低点相对应的阴、栅极电位差 ，应该是氩原子的第一激发电位 。 本实验就是要通过实际测量来证实原子能级的存在，并测定出氩原子的第一激发电位（公认值为 。 原子处于激发态是不稳定的。在实验中被慢电子轰击到第一激发态的原子要跳回基态，就应该有 电子伏特的能量发射出来。进行这种跃迁时，原子是以放出光量子的形式向外辐射能量的。这种光辐射的波长为 （6-1-4） 对于汞 在光谱学的研究中确实观测到了这根波长为 的紫外谱线。 如果夫兰克——赫兹管中充以其他元素，则可以得到其他元素的第一激发电位。如表一。 表一 几种元素的第一激发电位 元 素 钠 2.12 钾（K） 1.63 锂 1.84 镁 3.2 氖 186.0 氩 13.1 5890 5896 7664 7699 6707.8 4571 6402.2 8115.3 四、智能夫兰克—赫兹实验仪操作说明 （一）智能夫兰克—赫兹实验仪面板及操作介绍 1. 智能夫兰克—赫兹实验仪面板功能说明 智能夫兰克—赫兹实验仪面板如图6-1-4所示，划分为八个区 <1>是夫兰克—赫兹管各输入电压连接插孔和板极电流输出插座； <2>是夫兰克—赫兹管所需激励电压的输出插孔，其中左侧输出孔为正极，右侧为负极； <3>是测试电流指示区，利用四位七段数码管指示电流值； <4>测试电压指示区，利用四位七段数码管指示当前选择电压源的电压值； <5>是测试信号输入、输出区，电流输入插座输入夫兰克—赫兹管板极电流，信号输出和同步输出插座可将信号送示波器显示； <6>是调整按键区，用于改变当前电压源电压设定值和设置查询电压点； <7>是工作状态指示区，通讯指示灯指示试验仪与计算机的通讯状态； <8>电源开关 2. 智能夫兰克—赫兹实验仪后面板说明 智能夫兰克—赫兹实验仪后面板上有交流电源插座，插座上自带保险管；若试验仪升级成微机型，则通讯插座可连接计算机。 3. 开机后的初始状态 开机后试验仪器面板状态显示如下： （1） 试验仪的“1mA”电流档位指示灯亮，表明此时修改的电压为灯丝电压，电压显示值为000.0mA；若不是0可按“自动”两次归零。 （2） 试验仪的“灯丝电压”档位指示灯亮，表明此时电流的量程为1mA档，电流显示值为000.0V,最后一位在闪动，表明现在修改位为最后一位。 （3） “手动”指示灯亮，表明此时实验操作方式为手动操作。 4. 建议工作状态范围 警告：夫兰克—赫兹管很容易因电压设置不合适而遭到损害，所以，一定要按照规定的实验步骤和适当的状态进行实验。 电流量程：1uA或10uA档 灯丝电源电压：3—4.5V VGIK 电压：1-3V VG2A 电压：5-7V VG2K…电压：0-80V 由于夫兰克-赫兹管的离散性以及使用中的衰老过程，每一只夫兰克-赫兹管的最佳工作状态是不同的，对具体的夫兰克-赫兹管应在其上述范围内找出其较理想的工作状态。 （二）实验步骤和内容 1.自动测试 （1）检查连线确认无误后打开电源开关，检查开机状态。 （2）设定电流量程，设定电压源和电压值（可参照夫兰克-赫兹管的出厂参数）。 （3）VG2K扫描终止电压的设定，进行自动测试时，试验仪将自动产生VG2K…扫描电压。试验仪默认扫描VG2K电压的初始值为零，VG2K…扫描电压大约每0.4秒递增0.2V，直到设定的VG2K终止电压。 首先，将面板区<7>中的“手动/自动”测试键按下，自动测试指示灯亮；在<4>区按下VG2K电压源选择键，VG2K电压源选择指示灯亮；在<6>方向箭头完成VG2K电压值的设定。VG2K终止电压值建议不超过80V为好。 （4）自动测试启动，自动测试状态设置完成后，启动前注意检查VGIK 、、VG2A 和、VG2K是否合理，电流量程是否正确，自动测试指示灯是否指示。如果有不正确的项目请重新设置。如果设置正确，将电压源选择为VG2K再按启动键，自动测试开始。在测试过程中通过两个显示屏（<4> 和 <3>），观察扫描电压VG2K 和夫兰克-赫兹管板极电流的相关变化情况。如果连接示波器，可通过示波器观察相关变化的输出波形。 （5）自动测试结束，当扫描电压VG2K大于设定的测试终止电压值时，试验仪将自动结束，进入数据查询状态。 （6）数据查询，测试结束后，数据保留在试验仪主机的存储器中供数据查询使用（示波器可利用波形进行查询）。改变电压源VG2K的指示值，就可以查阅到电压源VG2K的扫描电压值为当前显示值时，对应的夫兰克-赫兹管板极电流的大小。 （7）激发电位测量，根据数据查询在坐标纸上做出板极电流随扫描电压变化的关系图（如图6-1-3）。从而得出各相邻峰值或谷值之间的电位差。进行误差分析，得出氩的第一激发电位U0的值。 五、注意事项 1.夫兰克-赫兹管很容易因电压设置不合理而遭到损害，所以一定要规定的实验步骤和适当的状态参数进行实验。 2．严格按照接线孔的标注进行接线，再三检查无误后方可进行实验。 3．每一个夫兰克-赫兹管都有自己的最佳工作状态参数，实验设置时请认真参阅仪器规定的出厂参数值并严格按其设定。 六、思考题 1． 加热F—H管的作用是什么？温度高低有什么影响？ 2． 要测试第二（或更高）激发电位应该怎么办？ 3． 实验中如果测到六个或更多峰谷值，应如何处理数据以减小U。的误差？ 实验6-2 塞曼效应 一、实验目的 1、观察波长为5461 的水银光谱线在磁场中的分裂，并把实验结果与理论结果进行比较。 2、学习法布里—珀罗 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 具的原理和调节。 二、实验原理 当光源放在足够强的外磁场中时，磁场使每条光谱线分裂成波长靠得很近的几条偏振化的分线，这种现象为塞曼效应。 原子中的电子作轨道运动和自旋运动，它们有轨道角动量 和轨道磁矩 。 = = （6-2-1） 自旋角动量 和自旋磁矩 = = (6-2-2) 轨道磁矩和自旋磁矩合成为原子的总磁矩 ,如图6-2-1所示（讨论LS耦合情况）。由于与 与 的比值不同于 与 的比值，因此原子的总磁矩不在总角动量 的延线上。但由于 绕 运动（旋进）只有 在 方向的投影 对外平均效果不为零。 按照图6-2-1进行向量迭加可以得到 与 的关系： =g 其中g为朗德因子,且 g=1+ J＝S十L（角动量量子数） 朗德因子g表征原子的总磁矩与总动量矩的关系，而且决定了能级在磁场中分裂的大小。 原子的总磁矩在外磁场中受到力矩 的作用 = EMBED Equation.3 力矩 使总角动量 也就是总磁矩 发生旋进，旋进引起附加的能量为： Δ =- cos = g cos (6-2-3) 由于 或 在磁场中的取向是量子化的，也就是 在磁场方向的分量是量子化的，它只能取如下数值： cos =M (6-2-4) 式中 M称为磁量子数，M＝J，(J—1)……―J共有2J十1个值。 （6-2-4）式代入(6-2-3)式得 Δ =Mg = Mg (6-2-5) 其中 = 为波尔磁子，在绝对电磁系单位中用 = 来表示。（6-2-5）式说明在稳定的磁场作用下，附加能量可有2 J＋1个可能数值，也就是说由于磁场作用，使原来的一个能级分裂成2J＋1个子能级，而能级间隔为g 。每个子能级附加的能量与外磁场的磁感应强度 、朗德因子g成正比。 设某一光谱线是由能级 和 间的跃迁而产生的，则其谱线的频率 同能级有如下关系： h = ― 在外磁场作用下、上下两能级分别分裂为2J +1和2J +1个子能级，附加的能量分别为Δ 和Δ ,新的谱线频率为： h =（ +Δ ）―（ +Δ ）=（ ― ）+（Δ -Δ ） 分裂谱线的频率差为 = ′- = （Δ -Δ ） = （M g ―M g ） =（M g ―M g ） 用波数（ = ）差来表示： Δ =（M g ―M g ） (6-2-6) 对于M的选择定则如下： ΔM=0，±1 当ΔM＝0时，跃迁产生 成份； 当ΔM＝±1时，跃迁产生 成份； 在实验中观测水银546l 谱线的塞曼分裂。这条谱线是伴随能级 的(6S7S)跃迁到 (6S6P)时产生的，可求得 5461 绿线分裂。见表6-2-1及表6-2-2。 表6-2-1 由选择定则可得表6-2-2。 表6-2-2 在外磁场作用下,分裂的能级图如图6-2-2所示。 图6-2-2 在正常塞曼效应的情况下，当我们垂直于磁场方向观察时，原波数为 的一条谱线分裂成 +Δ ， ， ―Δ 的三条平面偏振化的谱线。中间一条波数未变化的谱线称为 成分，其电矢量的振动方向平行于磁场的方向。而分裂的两条谱线的电矢量振动方向则垂直于磁场的方向，称为 成分。 当平行于磁场方向观察时，可看到波数为 的一条谱线分裂成波数为 +Δ 和 ―Δ 的两条左旋和右旋的圆偏振光。 只有谱线的单线在磁场作用下才表现出正常塞曼效应的分裂，对于双重以上的谱线则不只分裂成三条，而是分裂成更多的谱线，称此为反常塞曼效应 三、实验仪器 塞曼分裂的波长差很小，用一般棱镜光谱仪是难以观测的，因此我们采用了分辩率较高的法布里一珀罗标准具（简称F—P标准具）。 （一）F一P标准具的原理及性能： F—P标准具是由两块平行玻璃板及中间的间隔圈组成的。平板玻璃内表面的加工精度要求高于 波长。内表面镀有高反射膜，膜的反射率高于 90％。间隔圈用膨胀系数很小的熔融石英材料精加工成一定长度，以用于保证两块平面玻璃板之间精确的平行度和稳定的间距。 F—P标准具是一多光束干涉装置，在一束光以 角射入F―P标准具后，这束光可以在标准具的A，B二板的内表面之间多次反射，每束射向B板的光又可以部分的透射。这些光束相互平行，经透镜汇聚后，在P板上形成干涉，如图6-2-3所示。如果光源为面光源则射向标准具的光可以有各种角度，、如果只考虑一个干涉级次，一种相同倾角的光可形成一条环形干涉条纹。整个面光源则可形成一组等倾干涉环。 图6-2-3 设A、B两平面间的距离为d，空气折射率近似为n＝1，则相邻两光束的光程差为Δ=2dcos 产生干涉极大的条件为： Δ=2dcos =K 式中K为整数，满足同一 角的光线，在幕上显示的干涉条纹为一圆环，对应不的同 、K,则形成一系列的同心圆环。 （二）F—P标准具的特性参量； 1. 自由光谱范围 我们考虑两个具有微小波长差的单色光 和 入射的情况。对于同一个干涉序K， 和 的干涉极大值对应不同的入射角，形成两套干涉圆环。如果 和 的波长差逐渐加大，且当 ＜ 使得 的（K—1）序亮圆环与 的K序亮圆环重迭即有： K =(K―1) 一般干涉仪用在 ＝0的情况，此时有： EMBED Equation.3 = ― = （6-2-7） 用波数表示： = 此 EMBED Equation.3 值是某一波长的光的干涉圆环和另一波长的光干涉圆环重合时的波长差，亦即在给定d的标准具中，若入射光的波长在 到 + EMBED Equation.3 的波长范围内，所产生的干涉圆环不重迭。我们称此 EMBED Equation.3 或 EMBED Equation.3 ，为F—P标准具的自由光谱范围，或者叫作不重迭区域，例如,对于d＝5mm, =5461 的情况, 0.3 。 2. 分辨本领 F—P标准具的镀银面的反射系数越大，由透射光所得的干涉亮环亦越细锐，因而刚能被分辨或刚能鉴别的两相邻亮环的几何间隔越小，即刚能被分辨的两相邻波长的波长差 越小。通常定义 为光谱分辨本领（或叫分辨率）。光谱的分辨本领与镀银面的反射系数密切相关，反射系数越大，分辨本领也越大。 =KNe Ne= 式中K是干涉序，因2d cos ＝K , d越大，则干涉序越高，分辨本领越大。Ne为标准具的精细常数，它随反射系数R增加，为获得高分辨本领，R须为90％以上，如d＝5mm, =5461 ,R=0.9时， =5.5 10 这就是对5461 的光能分辨的波长差为0.01 。可见，F一P标准具是一种分辨本领很高的光学仪器。 （三）用标准具测量波长差的公式 图6-2-4 用透镜把F—P标准具的干涉圆环成象在焦平面上，如图6-2-4，可见 R为圆环直径 f为透镜焦距 对于近中心圆环 tg sin EMBED Equation.3 cos 1― =1― （6-2-8） 将（4-5-5）式代入 ＝2d cos ＝K 得 =K （6-2-9） 由此式可见，干涉级次K与圆坏的直径R平方成正比。上式中左边第二项的负号表明直径越大的干涉环的干涉级次K越低，同理对于同一级次的干涉环直径大的波长小。 对于同一波长相邻两级次K和K一1圆环直径分别为R 和R ，其直径平方差用 表示，由（6-2-9）式可得： （6-2-10） 由此式可知 是与干涉级次无关的常数 对于同一级次不同波长 、 和 而言，相邻两个环的波长差 、 的关系由（6-2-9）式得： = 一 = = 一 = 将（6-2-7）式代如上式得 = 一 = （6-2-11） = 一 = （6-2-12） 由于F一P标准具中，大多数情况下，cos 1( 角很小)由此可得 K （6-2-13） = （6-2-14） = （6-2-15） 用波数表示： = （6-2-16） = (6-2-17) 由上式可知，波长差或波数差与相对干涉圆环的直径平方差成正比。 （四）F—P标准具的调整 将光源、透镜和标准具按规定放置后，水平移动标准具找到干涉环，使其中心位于反射片中。左右移动眼睛观察，如果在移动眼睛过程中有冒出新环或吸入环的现象，说明水平方向不平行，可调整下部两个旋钮。向哪个方向冒环就拧紧那个方向的旋钮，或拧松另一侧的旋钮，可根据旋钮原来的松紧程度来决定拧那一个，直到水平移动眼睛时无冒环和吸环时为止。然后再竖直移动眼睛，如眼睛上移冒环就拧紧上部旋钮或同时拧松下部两个旋钮。反之就拧松上部旋钮或同时拧紧下部两个旋钮。这样水平和竖直两个方向多次反复调整后，用望远镜观察时即可看到细而锐的干涉环。 四、实验内容 图6-2-5 为了测量塞曼分裂的波数差，我们采用的实验装置是F—P标准具和棱镜摄谱仪串联起来的装置，如图4-5-5所示。S为光源，本实验用水银放电管，电源用交流220V通过自耦变压器接霓虹灯变压器点燃放电。S、N为电磁铁的磁极。L 、L 为会聚透镜，AB为F—P标准具，P为偏振片，后部是棱镜摄谱仪。 此时干涉圆环受摄谱仪的色散作用而分散在感光底板上,摄谱仪的狭缝将各环切成直带，这样装置所观察到的干涉圆环如图6-2-6。 五、实验步骤 (1) 实验准备 1. 将仪器安置在实验桌上。 2. 将笔形汞灯插入两线圈中间的灯架中，其接线分别插入电磁铁前的接线柱上。 3. 将 的输出视频电缆接入电脑主机视频输入端。 4. 分别将电源插头插入电源插座。 5. 打开开关，点亮汞灯，调整透镜座、干涉滤光片座和 标准具座，使它们与电源同轴，使光线能完全进入 。 6. 打开电脑电源，运行“塞曼效应智能分析软件”，并单击“预览”按钮，仔细调节透镜、干涉滤光片、 标准具相互间的位置直至在屏幕中能看到清晰的圆环。 7. 打开磁场开关，逐渐加大电源至能看到分裂的九条谱线。 8. 旋转偏振片，将分别看到 分量的3条谱线和 分量的9条谱线。 9. 利用智能分析软件对谱线进行分析。 10. 实验成功的关键是 标准具的镜片必须严格平等。 粗调：通过标准具观察汞灯照明可见一组同心圆环。观察者的眼睛向着微调螺丝的方向移动时，圆环也可能会移动，这说明标准具的镜片还未严格平行。应仔细调整三颗微调螺丝，直至眼睛移动时圆环不动。 微调：在实验时仍需进一步地调整微调螺丝，直至在显示器上观察时，图像最清晰止。 11. 电磁铁架在电源上方：松开锁紧螺丝可使电磁铁旋转 ，抽出电磁铁中间插芯，可作纵向赛曼实验。此时在铁插芯孔前加上 玻片，使圆偏振光变成线偏振光，旋转偏振片 ，使分裂的两条谱线，其中一条消失，再反方向旋转偏振片，消失的一条谱线重现，而另一条谱线消失了，得以证明分裂的两条谱线是左、右旋圆偏振光。 (2) 数据处理 1. 调节变压器的电压，调到 左右使水银灯发亮。 2. 调节 标准具的镀银面平行。调节标准具上的三个螺丝，使眼睛上下左右移动均不发生冒环和吸环现象。镀银间隔圈 ，移动 ，使从摄谱仪的看谱管中看到清晰条纹。 3. 场 逐渐增加时观察 谱线的反常塞曼分裂的 成份和 成份变化情况（用不同方向的偏振片）（见附录图6-2-7所示 曲线）。 4. 取 高斯将看谱管换成暗箱，拍摄 谱线的塞曼分裂的 成份。 5. 在暗室里，用显影液和定影液洗好底片。 6. 用读数显微镜在底片上测量连续相邻的三个圆环的 、 、 值，分别算出 ， ， 的平均值，用（6-2-16）、（6-2-17）式求塞曼分裂的波数差，用（6-2-14）、（6-2-15）式计算 和 值。 实验值与理论值比较： 由式 （6-2-6）算出 的实验值。 为实验时的磁感应强度， 为实验中测得 和 的平均值， 。 理论值 六、思考题 1、何谓正常塞曼效应？何谓反正常塞曼效应？在反正常塞曼效应中光谱线的偏振性质如何？试用经典理论加以解释。 2、用读数显微镜观察标准具的干涉条纹时，哪些因素影响光谱分辨率？怎样才能是测得的 值又较小的相对误差？ 最多有几位有效数字？（提示：由于螺距的加工精度约为1%，所以读数显微镜的测量误差为0.4） 3、绘出你所研究的原子光谱在磁场中的塞曼分裂图。 4、根据选定的谱线与磁场条件，标准具间距圈厚度d值应取多少才合适？ 5、已知标准具间距圈厚度d=5mm，该标准具的自由光谱范围为多少？根据自由光谱范围及5461埃谱线的分裂情况，对磁感应强度B又何要求？若B达到6150高斯，分裂谱中的哪几条将会发生重叠？ 附录 一、B-I曲线 图6-2-7 二、实验数据 B=1000 高斯 =0.09905（cm） =0.0214（cm） =0.02173（cm） 4.354 (厘米•高斯) 相对误差： ％=7％ 实验6-3 氢原子光谱的测定 光谱线系的规律与原子结构有内在联系，因此，原子光谱是研究原子结构的一种重要方法。1885年瑞士物理学家巴尔末总结了人们对氢原子光谱测量的结果，发现了可见光区域氢光谱的谱线分布规律，提出了著名的巴尔末公式。氢原子光谱规律的发现为玻尔原子理论的建立提供了坚实的实验基础，对原子物理学和量子物理学的发展起了重要作用。1932年尤里（H.C.Urey）根据里德堡常数随原子核质量不同而变化的规律，对重氢赖曼线系进行摄谱分析，发现氢的同位素—氘的存在。通过巴尔末公式求得的里德堡常数是物理学中少数几个最精确的常数之一，成为检验原子物理可靠性的标准和测量其他基本物理常数的依据。 WGD-8A型光栅光谱仪用于近代物理实验中的氢（氘）原子光谱实验，改变了以往在大型摄谱仪上用感光胶片记录的方法，使光谱既可以在微机屏幕上显示，又可以打印成光谱图保存，实验结果准确明了。 一、实验目的 1.熟悉光栅摄谱仪的性能和使用方法。 2.通过测量氢光谱（在可见光区域）的谱线波长，验证巴尔末规律的正确性。求出氢的里德堡常数。 二、实验原理 氢原子光谱是最简单、最典型的原子光谱。用电激发氢放电管（氢灯）中的稀薄气体，可得到线状氢原子光谱。巴尔末根据实验结果给出了氢原子光谱在可见光区的检验公式： （6-3-1） 式中 为氢原子光谱在真空中的波长。 =364.57nm。是一经验常数。 n为连续的整数3，4，5···。一般常称这些氢谱线为巴尔末线一系。之后，又陆续发现氢的其他线系。为了更清楚的表明谱线分布的规律，将（4-6-1）式改写作 （6-3-2） 式中 称为氢的里德堡常数。在这些实验得到的经验公式的基础上，玻尔建立了原子模型的理论，并从而解释了气体放电时的发光过程。根据玻尔的理论，每条谱线是对应于原子中的电子从一个能级跃迁到另一个能级释放能量的结果。根据这个理论，对巴尔末线系有 （6-3-3） 式中e为电子电荷，h为普朗克常数，c为光速，m为电子质量，M为氢原子核的质量。这样，不仅给予巴尔末的经验公式以物理解释，而且把里德堡常数和许多基本物理常数联系了起来。即 （6-3-4） 其中R 代表将核的质量视为 (即假定核固定不动)时的里德堡常数； （6-3-5） 比较（6-3-1）、（6-3-2）式，可以认为（6-3-2）式是从玻尔理论推论所得到的关系。因此，（6-3-2）式和实验结果符合到什么程度，就可检验波尔理论正确到什么程度。实验表明（6-3-2）式与实验数据符合的程度相当高，。而成为玻尔理论的有力论据。 继巴尔末规律之后，又发现红光谱有更为复杂的结构，巴尔末规律只能作为一个近似的规律；同时，原子结构的理论也有了很大的发展。因此，就其对理论的作用来讲，验证公式（6-3-2） 在目前的科学研究中已不必要。但是，由于里德堡常数的测定比起一般基本物理常数来可以达到更高的精度，因而成为一个测量基本物理量常数的依据，占有很重要的地位。目前公认 可以通过（6-3-4）式求得氢的里德堡常数。氢的巴尔末线系的波长值可参阅本书总附录：常用光谱灯波长值。 三、实验仪器 1. WGD-8A型组合式多功能光栅光谱仪由光栅单色仪、接受单元、扫描系统电子放大器、A/D采集单元、计算机组成。如图6-3-1所示。入射狭缝、岀射狭缝均为直狭缝，宽度范围0~2.5mm连续可调，光源发出的光进入入射狭缝S1，S1位于反射式准光镜M2的焦面上，通过S1入射的光束经M2反射成平行光束投向平面光栅G上，衍射后的平行光束经物镜M3成像在S2和S3上，光通过S3被CCD接受，可以观察分析光的衍射情况。 图6-3-1 光学原理图 在光栅光谱仪中常使用反射式闪耀光栅。如图6-3-2所示。锯齿形是光栅刻痕形状。现在考虑相邻刻槽的相关点上的光线，PQ和P’Q’是以I角入射的光线，QR和Q’R’是以I’角衍射的两条光线。PQR和P’Q’R’两条光线之间的光程差是b（sinI+sinI’）,其中b是相邻刻槽间的距离，称为光栅常数。当光程差满足光栅方程：b（sinI+sinI’）=kλ k=0，±1，±2，…时，光强有一极大值，或者说将出现一条亮的光谱线。 图6-3-2 闪耀光栅示意图 对同一k，根据I、I’ 可以确定衍射光的波长λ，这就是光栅测量光谱的原理。闪耀光栅将同一波长的衍射光集中到某一特定的级k上。 为了对光谱扫描，将光栅安装在转盘上，转盘由电机驱动。转动转盘，可以改变入射角I，改变波长范围，实现较大波长范围的扫描。软件中的初始化工作，就是改变I的大小，改变波长测试范围。 四、实验内容 （一）氢原子光谱的测量和里德堡常数的计算 1. 实验准备 （1）系统按照图6-3-3连接。接通电源前检查线路和转换开关的位置，如果用光电倍增管接受，则将扳手置于“光电倍增管”位置；如果用CCD接受，则将扳手置于“CCD”位置。接通电源，启动计算机。 图6-3-3 连线示意图 （2）狭缝调节。一般根据使用的光源种类来调节狭缝S1、S2的宽度.。顺时针旋转缝宽加大，反之减少。如果用氢灯，缝宽一般为0.10mm；如果用汞灯，缝宽一般为0.15mm。调解时注意用力要轻，不要使狭缝刀口相接触。 （3）启动WGD-8A型组合式多功能光栅光谱仪系统。具体操作方法可参阅《WGD-8A型组合式多功能光栅光谱仪使用 说明书 房屋状态说明书下载罗氏说明书下载焊机说明书下载罗氏说明书下载GGD说明书下载 》。 （4）初始化。屏幕上显示工作界面后，弹出对话框，让操作者确认当前的波长位置是否有效，是否重新初始化。如果选择初始化，则波长位置回到200nm处。 （5）光电倍增管处理系统主要由菜单栏、工具栏、工作区、状态栏、参数设置区、寄存信息提示区和寄存器选择及波长显示栏等组成，详细说明可参阅《WGD-8A型组合式多功能光栅光谱仪使用说明书》。注意：参数设置可参考一下经验值： 汞 灯 氢 灯 工作方式 能量模式、间隔0.10 能量模式、间隔0.02 工作范围 350nm~600nm、0~1000 370nm~660nm、0~1000 工作状态 负高压4、增益3 负高压7、增益5 采集次数 200次 200次 2. 氢原子发射光谱的测量 （1）打开氢灯，将光源对准入射狭缝S1，调节狭缝狂度为0.10nm。移动聚光镜，均匀照亮入射狭缝。选择参数设置区的“参数设置”项，设置工作方式、范围及状态。 （2）工作方式->模式：所采集的数据 格式 pdf格式笔记格式下载页码格式下载公文格式下载简报格式下载 ，有能量、透过率、吸光度、基线。测光谱时选能量。间隔：两个数据点之间的最小波长间隔，根据需要在0.1-1nm之间选择。 工作范围：在起始、终止波长和最大，最小值4个编辑框中输入相应的值。 工作状态->负高压：提供给光电倍增的负高压，设1~8共8档。增益：设置放大器的放大率，设1~8共8档。采集次数：在每个数据点上采集数据取平均的次数。拖动花瓣，在1~500次之间选择。 在参数设置中，选择“数据”，在“寄存器”下拉列表框中选择某一寄存器，在数值框显示该寄存器的数据。参数设置区中，“系统”、“高级”两个选项一般不要改动。 （3）带初始化完毕，用鼠标点击文件->新建，并点击工具栏的“单程”扫描，开始显示图像。建议先测量定标光源（汞灯）的谱线，在“读取数据”项下对曲线进行寻峰，读出波长，和定标光源的已知谱线（附录：常用光谱灯波长值）波长相比较，对波长进行修正。 （4）如果在扫描过程中发现峰值超出最高标度，可点击“停止”。然后寻找最高峰对应的波长，进行定波长扫描（在“工作”菜单）。同时调节倍增前面的狭缝宽度，将峰值调到合适位置。调节完毕，将波长方位设置成200~600nm，再单程扫描。扫描完毕，保存文件。 （5）将光源换成氢灯，测量氢光线的谱线。注意，换光源前，关闭先前光源，选择待测光源，再开启电源。进行单程扫描，获得氢光谱的谱线，通过“寻峰”或“读取谱线数据”求出巴尔线系前5条谱线的波长。 五、数据处理 1．将氢谱线空气中的波长修正为真空波长。 2．由（6-3-2）式计算各谱线的里德堡常数RH，求RH的平均值。 3．由（6-3-6）式计算普适里德堡常数R∞，求RH的平均值。 六、注意事项 1．光谱仪是精密的贵重仪器，需倍加爱护，单色仪和电箱不得擅自打开，狭缝调节须小心，不可用力拧。 2．氢灯等放电管都用了高压电源，使用时务必注意安全。换灯前先关闭电源，再拔旋钮。 3．仪器断电和先启动软件再给仪器通电，均可能造成波长混乱。此时应关闭软件，在先给仪器通电情况下，对仪器重新初始化。 4．实验中应采取防噪声和防干扰的措施。例如，实验室应尽量暗一些，防止实验桌的震动，狭缝勿开太大，对供电源进行稳压等。 七、预习思考题 1．测量的位置不同，是否得到不同的谱线？是否影响波长测量的标准度? 2．测量中对入射狭缝和岀射狭缝宽度有何要求？两狭缝的宽度是否要相同？ 实验6-4 光电效应测量普朗克常数 一、实验目的 1、 利用光电管研究光电效应，验证爱因斯坦的光电效应方程，加深对光的本性的认识。 2、 测绘光电管的特性曲线，研究光电效应的基本规律。 二、实验仪器 光电效应实验仪 三、预习思考题 1、 什么是光电管的伏安特性曲线？用该曲线如何确定遏止电势差的大小？ 2、 如何由光电效应测量普朗克常数？ 四、实验原理 一定频率的光照射在某些金属表面上时，电子会从金属表面逸出，这种现象称为光电效应。逸出的电子叫光电子。 图6-4 -1是利用光电效应制成的一种光电管。他是在一个抽成真空的玻璃小球内表面涂有感光层（阴极）。感光层采用具有不同红限的物质（如银、钾等），制成用于不同光谱范围的光电管。阳极一般做成圆环型。若在光电管的两极之间加上电压V，如图 6-4- 2 所示，光阴极在受到光照的情况下，光电子在电场力的作用下飞向阳极，则可以在回路中形成光电流。 图6-4-1 光电管的结构 图6-4-2 光电效应原理图 按照爱因斯坦理论，当光子入射到金属表面时，光子把能量全部传递给电子，电子获得的能量，一部分用于克服金属对他的束缚，一部分成为逸出金属表面后的初动能。按照能量守恒定律，爱因斯坦提出了著名的光电效应方程 （6-4-1 ） 式中， 为入射光子的能量， 为光电子逸出金属表面后的初速度；A为金属的逸出功。根据实验结果，归纳出光电效应有如下基本规律： （1）只有当入射光的频率 ，即入射光子的能量必须大于金属的逸出功时，才能有光电子逸出。 称为红限或截止频率。 （2）光电流强度的大小——单位时间逸出的光电子数的多少，与入射光的强度成正比。 （3）光电子的初动能随入射光频率的增加而线性地增加，与入射光强度无关。 （4）光电效应是瞬时效应，只要入射光频率大于截止频率，就立刻有光电子逸出。 图6-4-3 图6-4-4 图6-4-3是光电管的伏安特性曲线，I表示光电流强度，V表示极间电压。从图中可以看出：当光照一定时（即光阴极上所承受的各频率的光通量一定时），起初光电流随着电压的增大而增加，但是当电压加到某一值VH之后，尽管继续增加极间电压，光电流却不再增加或者增加很少，即光电流达到了饱和。此时的光电流IH称为饱和光电流，而VH称为饱和电压，他是产生饱和光电流的最小极间电压。入射光强越强，所需的饱和电压也就越高，饱和光电流越大。值得注意的是，当极间电压为零时，光电流并不等于零，这是因为电子从阴极逸出时还具有初动能，只有加上适当的反向电压时，光电流才等于零，这一电压叫做反向遏止电压Va。在数值上 （6-4-2） 实际上，光电管的伏安特性曲线比图6-4-3中所示的理论曲线要复杂，如图6-4-4所示，其截止电势差并不是和横轴的交点，而是在反向电流开始饱和时的拐点的电势差。主要原因是： （1）暗电流和本底电流：光电管没有光照时也会产生电流，称为暗电流。他是由于热电子发射，漏电等原因造成的。本底电流是由于各种漫发射光入射到光电管上引起的。这两种都不可能使电流降为零，而且其大小随着电压的变化而变化。 （2）反向电流：在光电管的制造过程中。阳极也往往被污染而沾上光电阴极材料，所以光照射到阳极上时也有光电子发射。 由于金属材料的逸出功A是金属的固有属性，对于给定的金属材料，A是一个定值，他与入射光的频率无关。如果有频率为νa的光子的能量恰好等于A，则 （6-4-3） 联立（ 6-4-1）、（6-4-2）、（6-4-3）式得： （6-4-4） 式（6-4-4）表明Ua与 成直线关系，如图6-4-5所示。由直线斜率可以求出h，由截距求出νa。 图6-4-5 五、实验仪器介绍 ZKY－GD－3光电效应实验仪。仪器由汞灯及电源，滤色片，光阑，光电管﹑测试仪(含光电管电源和微电流放大器)构成，仪器结构如图6-4-6所示，测试仪的调节面板如图6-4-7所示。 汞灯：可用谱线3650Å、4047Å、4358Å、4916Å、5461 Å 滤色片：5片，选择3650 Å、4047 Å、4358 Å、4916 Å、5461 Å、5770 Å等谱线的能力。 光阑：3片，直径2mm、4mm、8mm 光电管：光谱响应范围320-720nm，暗电流：I≤2×10-12 Å（-2V≤UAK≤0V） 光电管电源:2档,-2—+2V, -2—+30V, 三位半数显，稳定度≦0.1% 微电流放大器:6档，10-8—10-13A, 分辨率10-14A ，三位半数显，稳定度0.2% 六、实验内容与要求 1.测试前准备： 将测试仪及汞灯电源接通预热20分钟。 把汞灯几光电管暗箱遮光盖盖上，将汞灯暗箱光输出口对准光电管暗箱输入口，调节光电管与汞灯距离为约40cm并保持不变。 用专用连接线将电管暗箱电压输入端与测试仪电压输出端（后面板上）连接起来（红—红，蓝—蓝） 将“电流量程”选择开关置于所选档位，仪器在充分预热后，进行测试前调零，旋转 “调零”旋钮使电流指示为0.0。 用高频匹配电缆将光电管暗箱电流输出端K与测试仪微电流输入端后面板上）连接起来。 2.测普朗克常数h： 由于本仪器的特点，在测量各谱线的截止电压Ua时，用“零电流法” 测量。零电流法是直接将各谱线照射下测得的电流为零时对应的电压UAK的绝对值作为截止电压Ua。此法的前提是阳极反向电流，暗电流和本底电流都很小。用零电流法测得的截止电压与真实值相差很小。且各谱线的截止电压△U都相差Ua— 曲线的斜率无大的影响，因此对h的测量不会产生大的影响。 测量： 将电压选择按键置于-2V—+2V 档；将“电流量程”选择开关置于10-13A档，将测试仪微电流输入电缆断开，调零后重新接上；将直径4mm的光阑及365.0nm的滤色片装在光电管暗箱光输入口上。从低到高调节电压，用“零电流法” 测量，并将数据记入表6-4-1中。 表6-4-1 U0—— 关系 光阑孔= mm 用表6-4-1数据在座标纸上作U0- 直线,由图求出直线斜率K。求出直线斜率K后，可用 h=eK求出普朗克常数，并与h的公认值后，比较求出相对误差E=(h-hO)/hO, 式中 e=1.602×1O-19C,式中hO =6.626×1O-34J.S。 3.测光电管的伏安特性曲线 将电压选择按键置于-2V—+30V 档；将“电流量程选择开关”置于10-11档；将测试仪电流输入电缆断开，调零后重新接上，将直径2mm的光阑及435.8nm的滤色片装在光电管暗箱光输入口上。 a﹑从低到高调节电压，记录电流从零到非零点所对应的电压值作为第一组数据，以后电压每变化一定值记录一组数据到表6-4-2中。 换上直径4mm的光阑及546.1nm的滤色片,重复a﹑b测量步骤。 用表6-4-2数据在坐标纸上作对应于以上两种波长及光强的伏安特性曲线。 b、在U=30V时，将“电流量程选择开关”置于10-10档；将测试仪电流输入电缆断开，调零后重新接上，在同一谱线，在同一入射距离下，记录光阑分别为2mm，4mm，8mm时对应的电流值于表10-3中。由于照到光电管上的光强与光阑面积成正比，用表10-3数据验证光电管的饱和光电流与入射光强成正比。 也可以在U=30V时，将“电流量程选择开关”置于10-10档并调零，测量并录记小在同一谱线，在同一光阑下，光电管于入射光不同距离如：300mm，400mm等对应的电流值于表中，同样验证与入射光成正比。 表6-4-2 I—U关系 入射距离= mm 光阑孔= mm 表6-4-3 IM—P关系 U= V 入射距离= mm 表6-4-4 IM—P关系 U= V 光阑孔= mm 七、思考题 1．为了减小实验误差，实验过程中应采取哪些措施？ 2．金属的截止频率是什么？如何解释他的存在？ 3．光电管的实测伏安特性曲线和理论伏安特性曲线有何不同？为什么？ 实验6-5 电荷的测量 一、实验目的 1、验证电荷的量子性，并测量电子的电量e。 2、学会测量电子电量的方法，并能熟练使用仪器。 二、实验仪器 油滴仪，CCD电子显示系统。 三、预习思考题 1、带电油滴在电场中受几个力的作用？ 2、怎样选择和控制油滴？ 四、实验原理 20世纪初，由于电在技术上的广泛应用和物质结构电的性质的研究，促使人们对电的本质作出正确的解释。美国物理学家密立根花费7年时间，做了几千次的油滴实验，于1910年发表了油滴实验结果。该实验首先证实了电荷的量子性，即所有电荷都是基本电荷e的整数倍，并精确地测定了电子的电荷值e=（1.602±0.002）×10-19C。密立根油滴实验不仅对近代物理的发展起到了重要的作用，同时为近代电子论的建立提供了实验基础。由此他荣获了1923年度的诺贝尔物理学奖。 用喷雾器将油滴喷入两块相距为d的水平放置的平行板之间，油滴在喷射过程中，由于摩擦都带有一定的电量。追踪其中的一颗油滴，设其质量为m，带电量为q，两极板的电压为U。油滴在两极板受重力mg和电场力qE的作用，方向如图 6-5-1所示。调节两平行板之间的电压，可使重力和电场力互相抵消而达到平衡。此时油滴静止不动 ， 即: （6-5-1） 为了测定油滴所带电量，除了测定极板 间距离d和电压U之外，只要设法测出油 滴质量m，即可求出油滴所带电量。 由于 图6-5-1 油滴受力图 m较小，需用如下特殊方法测定。 当平行板未加电压时，油滴受重力作用而加速下降，但随着运动速度的增加，油滴受到空气的粘滞阻力fr也随之增大（空气浮力忽略不计）， 由斯托克斯定律， 。式中，r为油滴半径， η为空气的粘滞系数。当油滴通过一段距离，其速度 增大到vg时，重力和粘滞力平衡，油滴将以速度vg匀 速下降，此时有： （6-5-2） 而 （6-5-3） （6-5-3 ）式中 为油滴的密度。由于表面张力的作用，油滴总是呈球状的。合并 （6-5-2）式和（6-5-3）式，得到油滴的半径 （6-5-4） 又由于斯托克斯定律仅适用于连续介质，在本实验中，油滴的半径约为10-6m，近于空气中空隙的大小，已不能将空气看成连续介质，密立根作了以下修正，以 代替 ，有 式中，b为修正常数，P为大气压强。因此 （6-5-5） 将（6-5-5）式代入（6-5-3）式中，得 （6-5-6） 油滴匀速下降速度vg可以由下列方法测出：当平行板之间的电压U=0时，油滴匀速下降的距离为L，时间为t，则 （6-5-7） 合并（6-5-6）、（6-5-7）式，并将结果代入（ 6-5-1）式，得 （6-5-8 ） 实验发现，对于同一颗油滴，用X射线、γ射线或其他射线源改变油滴所带的电量，则能够使油滴达到平衡的电压是某些特定值Un。研究这些电压变化的规律，则会发现油滴所带的电荷的增量 ， …与原有的电量 有一最大公约数。油滴的电量是某一最小电量e的整数倍，且e是一个不变的值，即 （6-5-9 ） 对于不同的油滴，可以发现有同样的规律，即证明了电荷的不连续性，并能测出基本电量e（电子的电荷值）的大小。 给定常数：ρ=981kg/m3 ,η=1.83×10-5kg/(m.s), p=1.1013×105Pa, L=2.00×10-3m, b=6.17×10-6Pa ,d=6.00×10-3m ,则 （6-5-10） 该式即是本实验实际应用的计算公式。（适用于长春第五光学仪器厂的仪器） 由于实验中没有采用利用放射源来改变油滴所带的电荷，因此不能求出同一个油滴带电量的最大公约数（e），在学生操作技能不熟练时，误差可能较大，求各个电荷值的最大公约数一般较难。可以用“倒过来验证”的方法进行数据处理。 五、仪器介绍 分东南大学MOD-2型和长春第五光学仪器厂两种。如下图6-5-3和6-5-4所示。 油滴仪的基本结构由油滴盒、油滴照明装置、调平系统、视频系统、计时装置、供电电源和喷雾器等组成。两种型号的油滴仪的油滴盒结构相同，都是由两块经过精磨的平行极板（上、下电极板）中间垫以绝缘环组成。平行极板间的距离为d。绝缘环上有照明发光二极管进光孔、显微镜观察孔。油滴盒放在有机玻璃罩内，上极板中央有一个直径为0.5mm左右的小孔，油滴从油雾室经油雾孔落入小孔，进入上、下电极之间，整套装置如图6-5-5所示。 图6-5-5 油滴盒的结构 图6-5-6 分划板刻度 1、 喷雾孔 2、油雾孔 3、油雾孔开关 4、油滴盒基座 5、油滴仪面板 6、上盖板 7、防风罩 8、上电极 9、下电极 10、油滴盒 油滴盒防风罩前装有视频系统，通过绝缘环上的观察孔观察平行极板间的油滴。目镜头中装有分划板，其垂直总刻度相当于视场中的0.200cm（每小格0.025cm），用以测量油滴运动的距离l。视场所见分划板的刻度如图6-5-6所示（长五光仪器）。 电源部分：（1）400V左右直流工作电压：接平行极板，使两极板之间产生电场。该电压可连续调节，电压值从电压表上读出，并受工作电压选择开关的控制。开关分三档，“平衡”档提供极板以平衡电压 ；“0”档除去平衡电压，使油滴自由下落；“提升”档是在平衡电压上叠加了一个提升电压，将油滴从视场的下端提升上来，做下次测量。 六、实验内容与要求 （1） 仪器调整 将仪器放平稳，调节仪器底部调平螺丝，使水准泡指示水平，这时平行极板处于水平 位置。仪器先预热10分钟，利用预热时间，从显示器中观察，如果分划板位置不正，则转动目镜，并调节目镜，使分划板刻度清楚。 将油从喷雾孔喷入（喷一次即可），微调视频系统的调焦手轮，这时视场中出现大量清晰的油滴。如视场太暗，可以转动照明灯的方向，使小灯珠前面的聚光珠正队前方。 （二）测量练习 练习控制油滴：用平衡法实验时，在平行极板上加工作（平衡）电压250V左右，反向开关放在“+”或“-”侧均可，驱走不需要的油滴，直到剩下几颗缓慢运动的油滴为止。注视其中的某一颗，仔细调节平衡电压，使这颗油滴静止不动。然后去掉平衡电压，让它匀速下降，下降一段距离后再加上平衡电压和升降电压，使油滴上升。如此反复多次地练习，以掌握控制油滴的方法。 练习测量油滴运动的时间：任意选择几颗运动速度快慢不同的油滴，测出他们下降一段距离所需要的时间。或者加上一定的电压，测出他们上升一段距离所需要的时间。如此反复多次，以掌握测量油滴运动时间的方法。 练习选择油滴：要作好本实验，很重要的一点是选择合适的油滴。选的油滴体积不能太大，太大的油滴虽然比较亮，但一般带的电荷较多，下降速度也比较快，时间不容易测量准确。油滴也不能选的太小，太小的油滴，布朗运动明显。通常可以选择平衡电压在200V以上，在20~30s的时间内匀速下降2mm的油滴，其大小和带电量都比较合适。 练习改变油滴的电量：对MOD-5B型的油滴仪，可以改变油滴的带电量。按下汞灯按钮，低压汞灯亮，约5秒钟，油滴的运动速度发生改变，这时油滴的带电量已经改变了。 （三）正式测量：本实验选择平衡测量法 用平衡测量法实验时，要测量的物理量有两个：一个是平衡电压V，另一个是油滴匀速下降一段距离l所需要的时间t。测量平衡电压必须仔细调节，并将油滴置于分划板上某条横线附近，以便准确判断这颗油滴是否平衡了。 测量油滴匀速下降一段距离l所需要的时间t时，为了减小按动计时开关引起的误差，应该先让油滴运动一段距离后再测量时间。而且，选定的测量距离，应该在平行极板之间的中间部分，即视场中分划板的中央部分。一般取l=0.200cm比较合适。 对同一颗油滴进行6~10次测量，而且每一次测量都要重新调整平衡电压。如果油滴变得模糊，要微调测量显微镜跟踪油滴，不要丢失。 用同样方法分别对4~5颗油滴进行测量，自拟表格，求出电子电量e的值。 七、思考题 1、 怎样判断油滴是否做匀速运动？实验过程中又如何保证？ 2、 油滴怎样获得电荷？ 图6–1–4 � EMBED Word.Picture.8 ��� � EMBED Word.Picture.8 ��� � EMBED Word.Picture.8 ��� � EMBED Visio.Drawing.11 ��� � EMBED Visio.Drawing.11 ��� � EMBED Visio.Drawing.11 ��� A V A K 入射光 阳极 阴极 Va O V 光强较弱 IH I 光强较强 VH I V Va Va’ � EMBED Equation.3 ��� Ua � EMBED Equation.3 ���a ZKY-GD-3 普 朗 克 常 数 测 试 仪 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 10-13 电 流 量 程 A V 电 压 -2~+30 -2~+2 电 压 调 节 电 流 调 零量 程 电 源 开 关 成都世纪中科仪器有限公司 ZKY中科教仪 图6-4-7 仪器面板图 1.汞灯电源 2.汞灯 3.滤色片 4.光阑 5.光电管 6.基座图6-4-6 光电效应实验 � EMBED Word.Picture.8 ��� qE mg d ,U + + + + + - - - - - - qE mg 油滴 v 图6-5-2 6 1 2 3 4 5 7 8 9 10 _1380203067.unknown _1380203197.unknown _1380203262.unknown _1380203300.unknown _1380203317.unknown _1380203325.unknown _1380203334.unknown _1380203338.unknown _1380697423.unknown _1380697483.unknown _1380203340.vsd � I I' _1380203341.vsd 电箱 显示器 打印机 计算机 单色仪 键盘 _1380203339.vsd c _1380203336.unknown _1380203337.unknown _1380203335.unknown _1380203330.unknown _1380203332.unknown _1380203333.unknown _1380203331.unknown _1380203327.unknown _1380203329.unknown _1380203326.unknown _1380203321.unknown _1380203323.unknown _1380203324.unknown _1380203322.unknown _1380203319.unknown _1380203320.unknown _1380203318.unknown _1380203309.unknown _1380203313.doc _1380203315.unknown _1380203316.unknown _1380203314.doc _1380203311.unknown _1380203312.vsd � 0.3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 B(108高斯) _1380203310.unknown _1380203305.unknown _1380203307.unknown _1380203308.unknown _1380203306.unknown _1380203303.unknown _1380203304.unknown _1380203301.unknown _1380203279.unknown _1380203288.unknown _1380203292.unknown _1380203294.unknown _1380203295.unknown _1380203293.unknown _1380203290.unknown _1380203291.unknown _1380203289.unknown _1380203283.unknown _1380203286.unknown _1380203287.unknown _1380203284.unknown _1380203281.unknown _1380203282.unknown _1380203280.unknown _1380203271.unknown _1380203275.unknown _1380203277.unknown _1380203278.unknown _1380203276.unknown _1380203273.unknown _1380203274.unknown _1380203272.unknown _1380203267.unknown _1380203269.unknown _1380203270.unknown _1380203268.unknown _1380203265.unknown _1380203266.unknown _1380203263.doc _1380203264.doc 图4-5-6 _1380203229.unknown _1380203245.unknown _1380203253.unknown _1380203257.unknown _1380203260.unknown _1380203261.unknown _1380203258.unknown _1380203255.unknown _1380203256.unknown _1380203254.unknown _1380203249.unknown _1380203251.unknown _1380203252.unknown _1380203250.unknown _1380203247.unknown _1380203248.unknown _1380203246.unknown _1380203237.unknown _1380203241.unknown _1380203243.unknown _1380203244.unknown _1380203242.unknown _1380203239.unknown _1380203240.unknown _1380203238.unknown _1380203233.unknown _1380203235.unknown _1380203236.unknown _1380203234.unknown _1380203231.unknown _1380203232.unknown _1380203230.unknown _1380203213.unknown _1380203221.unknown _1380203225.unknown _1380203227.unknown _1380203228.unknown _1380203226.unknown _1380203223.unknown _1380203224.unknown _1380203222.unknown _1380203217.unknown _1380203219.unknown _1380203220.unknown _1380203218.unknown _1380203215.unknown _1380203216.unknown _1380203214.unknown _1380203205.unknown _1380203209.unknown _1380203211.unknown _1380203212.unknown _1380203210.unknown _1380203207.unknown _1380203208.unknown _1380203206.unknown _1380203201.unknown _1380203203.unknown _1380203204.unknown _1380203202.unknown _1380203199.unknown _1380203200.unknown _1380203198.unknown _1380203131.unknown _1380203163.unknown _1380203180.unknown _1380203189.unknown _1380203193.unknown _1380203195.unknown _1380203196.unknown _1380203194.unknown _1380203191.unknown _1380203192.unknown _1380203190.unknown _1380203185.unknown _1380203187.unknown _1380203188.unknown _1380203186.unknown _1380203182.unknown _1380203184.unknown _1380203183.doc � EMBED Equation.3 ��� _1074580326.unknown _1380203181.unknown _1380203171.unknown _1380203176.unknown _1380203178.unknown _1380203179.unknown _1380203177.unknown _1380203173.unknown _1380203175.unknown _1380203172.unknown _1380203167.unknown _1380203169.unknown _1380203170.unknown _1380203168.unknown _1380203165.unknown _1380203166.unknown _1380203164.unknown _1380203147.unknown _1380203155.unknown _1380203159.unknown _1380203161.unknown _1380203162.unknown _1380203160.unknown _1380203157.unknown _1380203158.unknown _1380203156.unknown _1380203151.unknown _1380203153.unknown _1380203154.unknown _1380203152.unknown _1380203149.unknown _1380203150.unknown _1380203148.unknown _1380203139.unknown _1380203143.unknown _1380203145.unknown _1380203146.unknown _1380203144.unknown _1380203141.unknown _1380203142.unknown _1380203140.unknown _1380203135.unknown _1380203137.unknown _1380203138.unknown _1380203136.doc _1380203133.unknown _1380203134.unknown _1380203132.unknown _1380203099.unknown _1380203115.unknown _1380203123.unknown _1380203127.unknown _1380203129.unknown _1380203130.unknown _1380203128.unknown _1380203125.unknown _1380203126.unknown _1380203124.unknown _1380203119.unknown _1380203121.unknown _1380203122.unknown _1380203120.unknown _1380203117.unknown _1380203118.unknown _1380203116.unknown _1380203107.unknown _1380203111.unknown _1380203113.unknown _1380203114.unknown _1380203112.unknown _1380203109.unknown _1380203110.unknown _1380203108.unknown _1380203103.unknown _1380203105.unknown _1380203106.unknown _1380203104.unknown _1380203101.unknown _1380203102.unknown _1380203100.unknown _1380203083.unknown _1380203091.unknown _1380203095.unknown _1380203097.unknown _1380203098.unknown _1380203096.unknown _1380203093.unknown _1380203094.unknown _1380203092.unknown _1380203087.unknown _1380203089.unknown _1380203090.unknown _1380203088.unknown _1380203085.unknown _1380203086.unknown _1380203084.unknown _1380203075.unknown _1380203079.unknown _1380203081.unknown _1380203082.unknown _1380203080.unknown _1380203077.unknown _1380203078.unknown _1380203076.unknown _1380203071.unknown _1380203073.unknown _1380203074.unknown _1380203072.unknown _1380203069.unknown _1380203070.unknown _1380203068.unknown _1380203001.unknown _1380203034.unknown _1380203050.unknown _1380203058.unknown _1380203063.unknown _1380203065.unknown _1380203066.unknown _1380203064.unknown _1380203060.unknown _1380203061.unknown _1380203059.unknown _1380203054.unknown _1380203056.unknown _1380203057.unknown _1380203055.unknown _1380203052.unknown _1380203053.unknown _1380203051.unknown _1380203042.unknown _1380203046.unknown _1380203048.unknown _1380203049.unknown _1380203047.unknown _1380203044.unknown _1380203045.unknown _1380203043.unknown _1380203038.unknown _1380203040.unknown _1380203041.unknown _1380203039.unknown _1380203036.unknown _1380203037.unknown _1380203035.unknown _1380203018.unknown _1380203026.unknown _1380203030.unknown _1380203032.unknown _1380203033.unknown _1380203031.unknown _1380203028.unknown _1380203029.unknown _1380203027.unknown _1380203022.unknown _1380203024.unknown _1380203025.unknown _1380203023.unknown _1380203020.unknown _1380203021.unknown _1380203019.unknown _1380203010.unknown _1380203014.unknown _1380203016.unknown _1380203017.unknown _1380203015.unknown _1380203012.unknown _1380203013.unknown _1380203011.unknown _1380203006.unknown _1380203008.unknown _1380203009.unknown _1380203007.unknown _1380203003.unknown _1380203004.unknown _1380203005.doc 图4-5-1 _1380203002.unknown _1380202964.unknown _1380202985.unknown _1380202993.unknown _1380202997.unknown _1380202999.unknown _1380203000.unknown _1380202998.unknown _1380202995.unknown _1380202996.unknown _1380202994.unknown _1380202989.unknown _1380202991.unknown _1380202992.unknown _1380202990.unknown _1380202987.unknown _1380202988.unknown _1380202986.unknown _1380202972.unknown _1380202978.unknown _1380202983.unknown _1380202984.unknown _1380202979.unknown _1380202975.unknown _1380202976.unknown _1380202973.unknown _1380202968.unknown _1380202970.unknown _1380202971.unknown _1380202969.unknown _1380202966.unknown _1380202967.unknown _1380202965.unknown _1380202948.unknown _1380202956.unknown _1380202960.unknown _1380202962.unknown _1380202963.unknown _1380202961.unknown _1380202958.unknown _1380202959.unknown _1380202957.unknown _1380202952.unknown _1380202954.unknown _1380202955.unknown _1380202953.unknown _1380202950.unknown _1380202951.unknown _1380202949.unknown _1071039798.unknown _1380202940.unknown _1380202944.unknown _1380202946.unknown _1380202947.unknown _1380202945.unknown _1380202942.unknown _1380202943.unknown _1380202941.unknown _1380202936.unknown _1380202938.unknown _1380202939.unknown _1380202937.unknown _1380202934.unknown _1380202935.unknown _1101129510.xls Sheet1 435.8nm光阑2mm U(V) I(×10-11A) 546.1nm光阑4mm U(V) I(×10-11A) _1206949181.doc 测试仪 2 3 1 4 5 6 _1380202933.unknown _1101129697.xls Sheet1 435.8nm 入射距离 I(×10-10A) 546.1nm 入射距离 I(×10-10A) _1101121035.xls Sheet1 波长(nm) 365.0 404.7 435.8 546.1 577.0 频率(×1014HZ) 8.214 7.408 6.879 5.490 5.196 截止电压(V) _1101129481.xls Sheet1 435.8nm 光阑孔 I(×10-10A) 546.1nm 光阑孔 I(×10-10A) _1100175692.unknown _1070280866.unknown _1070282934.unknown _1070306372.unknown _1070341223.unknown _1070341332.unknown _1070341432.unknown _1070341159.unknown _1070304270.unknown _1070304313.unknown _1070304192.unknown _1070282994.unknown _1070281306.unknown _1070281585.unknown _1070282882.unknown _1070281993.unknown _1070281516.unknown _1070280918.unknown _1070281048.unknown _1070280896.unknown _1070280252.unknown _1070280406.unknown _1070280503.unknown _1070280306.unknown _1070278767.unknown _1070279994.unknown _1070278748.unknown