文档介绍：氢原子光谱实验
【教学重点】
理解量子和经典两种模型的区别;了解光谱的产生和一种测定方法;明白测量系统
的光路,掌握它的使用方法;D)工作原理和特性,测定可见波段的四
条氢原子发射谱线,即(α,β,γ,δ)的波长值。
【教学内容】
一般光学实验包括物理和实验技术两方面的内容,因此教学从这里入手。
(1) 物理内容:
主要是帮助学生进一步建立和巩固量子力学的有关概念。
具体方式:首先,通过逐一提问的方式来复习与氢原子有关的知识。然后,让学生讨
论在经典物理的框架下氢原子的运动方式,使学生认识到氢原子的存在本身就是与经典物理
冲突的。让学生对比量子与经典模型的差别,特别是讨论如何理解氢原子能量在量子模型里
是有下界的而在经典模型里是无下界的,最后通过不确定性原理来予以说明。讲解光探测器
(CCD)的结构,工作原理和性能指标。
(2)实验技术:
主要是讲授关于光谱测量系统和使用的一些基本知识。
具体方式:首先提问:“什么叫光谱?”,并通过总结同学回答的正确部分给出光谱的
含义。接着提问:“如何测量光谱?”,并通过总结同学回答的正确部分给出光谱测量系统所
应包含的功能。然后提问:“如何实现分光?”,并由此引出折射(棱镜)、衍射(光栅)、干
涉(标准具)等分光元件比较它们的特点,此处亦可指出分光不是必须的还可以有其它的光
谱测定仪。再提问:“什么叫分辨本领?什么决定光栅的分辨本领?”(决定光栅分辨本领的
主要因素是什么?)。最后,通过光栅方程说明光栅分光存在同波长的光可能从不同角度衍
射和不同波长的光可能从同一角度衍射的问题,并指出如何用闪耀光栅技术和滤波片来解决
这两个问题。
(3) 实验操作示范:
说明使用氢灯、观察屏、狭缝、虑波片和软件等的注意事项。说明谱线是狭缝的像。
演示定标操作。指导学生正确开机。
建议:在所有学生开始进行第一次定标时,教师离开实验室一段时间,让学生自由探
索。教师返回实验室后解答同学疑问和解决实验中遇到的问题。在实验课进行到 3 学时前一
般不主动干预。在实验课进行超过 3 学时后,可对困难学生进行指导。对进度