原子光谱实验及数据处理

王承悦07300720365Na原子光谱实验及数据处理一、基本结构与概念碱金属原子结构模型：外层一个价电子围绕原子实运动，原子实的净电荷Z是1。在价电子场的作用下，正、负电荷的中心不再重合，原子实被极化，价电子受库电场和偶极距的共同作用。价电子的势能：类氢原子的能级：222eeVCrr21'nHEhcRn一、基本结构与概念Na原子光谱二、实验和数据记录：实验仪器：44W型平面光栅光谱仪采用水平非对称光学系统。二、实验和数据记录：2、钠原子光谱图（300nm-500nm）：二、实验和数据记录：2、钠原子光谱图（500nm-650nm）：二、实验和数据记录：利用在原子与分子数据库中（）的300-650nm的钠光谱与实验测得的光谱进行对照，并确定六组主要的谱线系：跃迁波长1(nm)波长2（nm）主线系3p-3s589.00589.614p-3s330.26330.26漫线系4d-3p568.41568.955d-3p497.85498.29锐线系5s-3p615.47616.176s-3p514.88515.36三、数据处理由于个谱线都有一个固定项，因此，同一谱线系中的谱线的波数差中没有这一固定项。例如，在锐线系中的两条相邻谱线系的波数差为122211[]()(1)vvRnsns122211[]'('1)vvRnn上式中n’=n+Δs。根据锐线系中的两根相邻谱线就可以求得Δs的值。为计算方便，令n’=m+a,其中m为整数，a为正小数，里德伯常数R=109737.31cm-1。里德伯表插值法以锐线系：5s-3p615.47nm和616.17nm（平均615.82nm）；6s-3p514.88nm和515.36nm（平均515.12nm）为例。111116238.51/615.82vcmTnm121119412.95/515.12vcmTnm12||3174.44/vvcm查里德伯表可知，这个值介乎于3138.65nm和3185.27nm，即n’介乎于3.64与3.66之间。利用线性插值法可知：里德伯表插值法(高铁军，朱俊孔，《近代物理实验》，山东大学出版社，2000年)里德伯表插值法所以(m+a)=n’=3.635;因此n1’=3.635n2’=4.635由于n-Δl=m+a,令n=5，得Δl=1.365即量子缺Δl=1.365。120.640.620.64*(3185.273174.44)0.6353185.273138.65a单变量求解法（Excel软件处理）“单变量解”是一组命令的组成部分，这些命令有时也称作假设分析工具。如果已知单个公式的预期结果，而用于确定此公式结果的输入值未知，则可使用“单变量求解”功能，通过单击“工具”菜单上的“单变量求解”即可使用“单变量求解”功能。31222(3)(4)sRRAvvpp单变量求解法（Excel软件处理）实验总结从上面的计算过程来看，用里德堡表插值法进行计算量子缺比较繁琐，用Excel软件进行数值计算过程简单。从计算的结果来看，Excel的运算精度要优于里德堡插值表法。这是显然的，因为里德堡表法里列出的波数只保留到小数点后第二位，而且有效量子数的划分也是以0.02为单位，还要用到线性插值法进行计算，这就限制了运算精度的提高。