基于夫兰克——赫兹实验的氖原子光谱的特性研究-study on characteristics of neon atomic spectrum based on frank - hertz experiment.docx

ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.SciResearchonCharacteristicsofNeonAtomicSpectrumBasedonFrank-HertzExperimentCandidate:XiaoZhangSupervisor:Prof.JinghuaSunAcademicDegreeAppliedfor:MasterofScienceSpecialty:OpticsDateofSubmission:Dec.4,2014DateofOralExamination:Mar.2015University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要原子光谱，是由原子中的电子发生能量交换时辐射射或吸收一系列波长的光组成的。通过选用一些精密的摄谱仪来拍摄其光谱，还可以清晰的看出光谱线的精细结构。不仅反映出了光谱的特性，还反映了电子在原子内部运动的规律性，为原子内部结构的研究提供了丰富又直观的信息。研究原子光谱对于促进分子结构、固体结构、天体物理学和一些新元素的发现等等有着非常重要的作用。本文主要从理论和实验两个方面来研究氖原子光谱特性及其光谱的测量方法，通过原子光谱来反应原子内部的结构，同时可以直观的观测到氖原子的发光光谱并了解原子的能级跃迁。从玻尔原子理论出发，引入了量子化概念，通过分析电子轨道角动量和自旋角动量的结合解释光谱线的分裂现象，推导出氖原子的精细结构，并计算出氖原子精细结构各能级的能量及其对应跃迁的光谱项差和波长。实验中选用两种方法对氖原子光谱进行测量，第一种运用了精确测量光线衍射角度的光学实验仪器分光计，并介绍了其仪器组成和使用方法，同时对氖光谱的光栅衍射进行了光谱模拟，直观的展现出氖原子光谱的线性光谱。第二种测量方法使用先进的微型光纤光谱仪，测量得到的氖光谱精确度高，谱线多。最后研究了影响氖原子跃迁的三个电压参数，通过实验数据和曲线图的对比分析，找出了最佳实验曲线。选用最佳的电压组合，对氖原子的光谱进行测量。实测的光谱范围和波长与理论波长符合的很好，通过本文的研究验证了氖原子光谱的产生及其特性的实质。确定了实验中观察到的氖原子光谱是由于氖原子的精细结构跃迁产生的。关键词：氖原子光谱，氖原子能级，光纤光谱仪，夫兰克—赫兹实验AbstractAtomicspectrumiscomprisedofthelightofaseriesofwavelengthsemittedorabsorbedwhenelectronsexchangeenergywithatoms.Bychoosingsomespectrographswithlargerresolutiontophotographingatomicspectrum,thefinestructureofitsspectrallinescanalsobeenobserved.Itnotonlyreflectsthecharacteristicsofatomicspectrum,butalsoreflectstheregularityofelectronicmovementinsideatom,andprovideabundantandintuitiveinformationforthestudyofinteriorstructureinatom.Thestudyofatomicspectrumhasaveryimportantroleinpromotingmolecularstructure,soli