原子谱线非单一波长成因简析

一、教学中的困惑 由高中物理课本，我们知道光谱是电磁辐射的波长成分和强度分布的记录，单原子气体光源所发的电磁辐射形成线状光谱，故原子光谱又称线状光谱，线状光谱体现了原子能级的量子化。按辐射的频率法则，当原子从某一个量子化的较高能级向较低能级跃迁时，发出的光子的能量、频率和波长应该是单一值，这意味着当原子气体光源中大量原子的跃迁体现在光谱相片上，每一条谱线都应该是一条条没有宽度的“几何线”，每条谱线代表单一的波长值。     

原子跃迁中应注意的几个问题

一、分清发生跃迁的是一个原子还是一群原子例1 有一个氢原子处于量子数为n=3的激发态,则该氢原子最多能辐射几条谱线.其中频率最低的光的波长为多少米.在图1中标出.     

对于"焰色反应"一词的商榷

焰色反应分析法是一种物理分析法,它是基于原子的核外电子吸收能量,跃迁到高能轨道上,高能轨道上的电子回到低能态时,又以光的形式释放出能量的原理来检验、鉴别元素的。焰色反应发出的光是由多种频率的光组成(在光谱学上表现出一系列的谱线),肉眼所观察到的是这多种频率的光的综合结果。焰色反应中,可能没有化学反应发生,如灼烧氯化钠等难以分解的盐;也可能有化学反应发生,如灼烧金属钠、碳酸钠等,但是其焰色都是黄色。焰色反应与有无化学变化没有关系。化学上指的“反应”,一般是指化学变化(反应)。焰色反应是利用物质的物理变化,因而此处…     

谱线线型对双光干涉的影响

考虑实际光源所发出的谱线的几种基本线型：洛仑兹线型、高斯线型和综合加宽机制下的综合线型的双光干涉．导出了这几种线型的谱线的双光干涉强度和反衬度公式,揭示了不同谱线线型双光干涉强度和反衬度随光程差、谱线宽度的变化规律．研究表明,常规的根据平顶型线型反衬度为零对谱线相干长度的定义对实际的线型仅是近似的;在考虑取一定反衬度误差的条件下,给出采用平顶型这一近似的模型代替实际谱线的判据．     

对氢原子光谱谱线的有关计算

在人教社编著的全日制普通高中物理教科书的原子物理学部分中,有一幅如图1所示的氢原子光谱的照片,这是一幅黑白照片,光谱归类为明线光谱.该图能说明氢原子光谱中的特征谱线,各条谱线的频率大约是多少,其他方面的作用就不明显了.但如果对该光谱进行认真分析,其中还可包括下面的     

高电荷态离子入射Ta表面形成的靶原子的特征光谱线

报道了用动能一定而电荷态不同的^40Ar^9 离子和动能不同的^40Ar^6 离子入射金属Ta表面，靶原子受激辐射发出的200—1000nm波段的特征光谱线的实验结果。实验结果表明：高电荷态离子所激发的靶原子的谱线强度与入射离子的电荷态密切相关，与靶原子的入射动能没有强的相关性。     

原子跃迁(高三)

1.发生跃迁的原子是一个还是一群? 例1 有一个氢原子处于量子数为n=3的激发态,则该氢原子最多能辐射几条谱线.其中频率最低的光的波长为多少米.在图1中标出. 解 (1)2条.3→2,2→1.如图     

氢氘原子光谱实验最优参数的确定

为了获得了清晰的氢氘原子光谱谱线,首先确定了对光谱谱线有影响的负高压及狭缝宽度2个实验参量。先选定氢原子的一条谱线,在一定的负高压下,通过改变狭缝宽度来获取不同组光谱谱线,经分析得到理想的狭缝宽度范围。在该范围内选取几条狭缝宽度,分别通过改变负高压来得到理想的最优参数组。实验发现,对于不同的波长最优参数组参数不同,因此又用同样的方法对其他的谱线进行了探究,找到不同谱线的公共最优参数区间,最终获得了清晰的氢原子光谱谱线。     

原子光谱与外磁场强弱

1896年塞曼(Rerter Zeeman)发现原子精细结构谱线在足够强的外磁场中还要进一步发生分裂,原来的一条谱线分裂为等间隔的3条(正常塞曼效应)或更多的间隔也不尽相同的(反常塞曼效应)谱线,当外磁场进一步增强时,光谱分裂就不再呈出反常塞曼效应,而变得类似于正常塞曼效应,这种现象称为帕邢—贝克(Paschen Back)效应,这说明原子精细结构光谱在外磁场中分裂的情况除与原子及能态有关外,还与外磁场的强弱有密切关系。实际上对不同原子,外磁场“强”、“弱”是没有一定标准的,如强度为1特斯拉的外磁场,对Na—D线为弱磁场,而对Li原子则为强磁场。究竟以什么为标准来衡量外磁场的强弱呢?     

关于μ~-介子原子几个问题的讨论

本文通过普通原子和奇异原子的比较,讨论奇异原子能级及能级的精细结构,谱线的自然宽度,能态的平均寿命及奇异原子的化学性质等,从而使我们对奇异原子有一个全面的理解.     

原子吸收光谱分析简介

原子吸收光谱分析又称原子吸收分光光度分析(atomic absorption,spectrcmetryAAS)。它是基于物质所产生的原子蒸气外层电子对特定谱线(通常是待测元素的特征谱线)的吸收作用为基础的分析方法。原子吸收光谱分析是一种成分分析,可对七十余种金属及部分非金属进行定量测定,其检测限可达ng/ml,相对标准偏差约为1—2％,这种方法目前广泛用于低含量元素的定量测定。     

莫塞莱与原子序数规律

英国早逝的物理学家莫塞莱在去世前的两年对物理学界所做的贡献,证明原子中的电子数正是元素周期表中的原子序数,并且发现了原子光谱谱线频率和原子序数之间的关系,也就是莫塞莱定律。本文简述了莫塞莱生平,回顾了莫塞莱通过测量不同金属发出的X射线的波长,发现原子序数和辐射频率的关系,并指出原子序数才是原子最本质的属性。他的杰出贡献在原子物理学的发展史上产生了深刻影响。     

浅析原子的发射光谱与吸收光谱

在一些教学和参考书籍中,关于原子发射光谱谱线数与吸收光谱谱线的对应关系问题,以及发射光谱在一定条件下可以实现反转,成为吸收光谱问题,常出现概念上的含混,为辨明这两问题,特作如下讨论.1 发射光增与吸收光谱的成因一般热体发光的特点是辐射能量与物体温度有关,温度越高的物体相应辐射能量越大.电炉上的电炉丝主要辐射红外线和红光,而一条热得多的白炽状态的灯丝和炼钢炉里耀眼的钢水则能发出包括由红到紫的所有可见光在内的白光.     

解释光的波粒二象性

考虑原子的发光过程,原子从高能级跃迁到较低能级需要一定的时间,在这段时间内原子连续地释放能量而发出光,释放的总能量为hv,这份能量以波的形式沿一定方向传播,形成一波列,其频率为v。我们知道,在真空中,对电磁波,波列形状不改变(见曾谨言《量子力学》P.617).在光现象中质能转换关系E=mc~2表现得较为明显,我们既可把光看成是携带能量hv的波列的传播,也可把光看成是质量为m=E/c~2=hv/c~2的光子的运动,只不过在某些方面光以波动的能量形式出现,而在另一些方面则以粒子的形式出现(光与物     

用OMA测定等离子体放电球的近红外区域光谱

利用OMA系统对等离子体放电球的光谱进行了测量,测量过程要求测量范围大,谱线的波长测量误差小,并对谱线相对强度进行了测量,得到大量的波长与其相对强度的数据.在Nist数据库中查找出可能与实验数据相符的谱线进行对比,认为发出等离子体放电球谱线的元素中含有大量的Xe原子.     

用OMA测定等离子体放电球的近红外区域光谱

利用OMA系统对等离子体放电球的光谱进行了测量,测量过程要求测量范围大,谱线的波长测量误差小,并对谱线相对强度进行了测量,得到大量的波长与其相对强度的数据.在Nist数据库中查找出可能与实验数据相符的谱线进行对比,认为发出等离子体放电球谱线的元素中含有大量的Xe原子.     

诠释原子跃迁时应注意的几个问题

同学们在学习“氢原子的能级结构”一节内容时,应注意以下几个问题:　　一、应注意一群原子和一个原子的区别氢原子核外只有一个电子, 这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上, 在某段时间内,由某一轨道跃迁到另一个轨道时———可能的情况只有一种, 但是如果容器中盛有大量的氢原子, 这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现. 　　例1 　有一群处于量子数 n=4 的激发态中的氢原子,在它们发光的过程中,发出的光谱线共有几条?解析 　对大量氢子跃迁时发出的谱线遵循组合规律即C2n,对于本题n=4故C24=6.例2 　有一个处于量子数 n=4…     

光谱法诊断TIG焊焊接电弧温度实验研究

利用氩气作为TIG焊保护气体时,焊接电弧中会检测出丰富的低价氩离子及氩原子产生的线状光谱。焊接过程中火花熔化金属时产生等离子体激发氩保护气产生辐射,高温环境下氩气不与等离子体中的金属元素反应,并能隔离环境气体中的元素,使焊接过程产生的光谱结构能够准确反映焊接过程温度特征,因此,TIG焊焊接过程在线温度检测应用中,氩光谱信息分析应作为重点研究内容。用纯氩作为保护气,利用TIG焊在不同焊接电流条件下产生电弧光辐射,利用CCD光谱仪采集400nm—900nm光谱强度数据,参考NIST光谱数据库识别并标定其波长及辐射参数,以光谱信息分析和挖掘方法选定谱线组,利用多谱线斜率法对特定焊接参数条件下的TIG焊焊接电弧温度进行诊断。选定两组不同电流产生的电弧光谱来诊断焊接温度,通过对照分析并与已报道的氩原子及铁原子谱诊断比较,结果准确可靠,为推动TIG焊在线温度检测研究提供方法支持。     

一种可用于光抽运共振实验的新泵浦源

本文介绍一种可用于光抽运实验的新泵浦源, 该光源具有高稳定、可调节、可调制和多波长范围等特点; 并介绍该源在原子跃迁谱线观测中的一种应用.     

“光谱”教学中的几个问题

中学物理中“光谱及光谱分析”这部分内容 ,虽然篇幅不多 ,但其内容丰富 ,学生在学习中常会提出许多问题 .这里选择若干典型问题 ,作一定性解释 ,希望有助于学生理解这些内容 .1　为什么稀薄气体或金属蒸汽发射明线光谱 ?根据量子理论 ,原子有一系列分立的能级 ,原子能级中能量最低的称为基态 ,其余的称为激发态 .原子因吸收外界能量会从基态或低能态跃迁到高能态 ,该过程称为原子的激发 .处于激发态的原子若由较高的激发态跃迁到较低的激发态或基态时就会发出一定频率的色光 ,其频率由Ｅ2 -Ｅ1=ｈν决定 .由于原子能级不连续 ,因此 ,发出的…