【正文】 它表明在給定間隔圈厚度 d 的標(biāo)準(zhǔn)具中，若入射光的波長在 ??? ??~ 之間（或波數(shù)在 ??? ??~ 之間），所產(chǎn)生的干涉圓環(huán)不重疊。波長 m7105 ???? 的譜線，在 B=1T 的磁場中，分裂譜線的波長差只有 1011m。磁量子數(shù) M 只能取 J， J1， J2， … ， J，共（ 2J+1）個(gè)值，也即 E? 有（ 2J+1）個(gè)可能值。 2. 求里德堡常數(shù)的平均值。當(dāng)滿足三棱鏡的最小偏向角條件時(shí)，i＝ i0，所以入射光和折射光偏轉(zhuǎn)角度恒為 90176。分析物質(zhì)的輻射或吸收光譜，就可以了解物質(zhì)的組成和各成分的含量。 20cm毫米方格紙上分別作出被測光電管在 6~8種波長（頻率）光照射下的伏安特性 曲線，并從這些曲線找到和標(biāo)出 IAK的遏止電位，填入下表。 1nm 波長重復(fù)性 177。由于上述因素的干擾，實(shí)測光電效應(yīng)為陰極電流、暗電流和反射電流之和（圖 3）。根據(jù)能量導(dǎo)恒定律有： AmVh ?? m ax221? （１） 19 上式稱為 Enstein方程。 數(shù)據(jù)處理 1． 用方格紙繪出 PA VI ?? 曲線。曲線的峰總會(huì)有一定的寬度，這主要是由于從陰極發(fā)出的電子的能量服從一定的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律。陰極 K 在燈絲電壓 VF 加熱下，發(fā)射熱電子作為低速運(yùn)動(dòng)電子的為源。電子在能級(jí)之間躍遷時(shí)伴隨電磁波的吸收和發(fā)射，電磁波頻率的大小取決于原子所處的定態(tài)能級(jí)間的能量差，并滿足普朗克頻率定則。由于 ρ 和 η 都是溫度的函數(shù)， g也隨時(shí)間、地點(diǎn)的不同而變化，因此上式是近似的，好處是運(yùn)算大大簡化了。 測量時(shí)間 tg時(shí)，為保證油滴勻速下降，應(yīng)先讓它下降 1格，再開始計(jì)時(shí)。 2) 調(diào)節(jié)調(diào)平螺絲，使水準(zhǔn)儀氣泡處在中心位置，以保證電場力方向與重力方向 平行，否則，油滴幾經(jīng)上下就會(huì)離開顯微鏡視場，無法繼續(xù)測量。當(dāng)油滴的速度增大到某一數(shù)值 Ev 后 ,作用在油滴上的電場力、重力和阻力達(dá)到平衡，此油滴就會(huì)以勻速 Ev 上升，這時(shí) fmgqE ?? （ 9） 當(dāng)去掉兩極板所加的電壓 VE后，油滴在重力的作用下加速下降，當(dāng)空氣阻力和重力平衡時(shí) 將此式代入（ 9）式 （ 10） 實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果油滴勻速下降和勻速上升的距離相等，設(shè)都為 ，勻速上升的時(shí)間為 tE，勻速下降的時(shí)間為 tg，則 , （ 11） 將（ 6）式和（ 11）式代入（ 10）式得： （ 12） 上式就是用動(dòng)態(tài)法測定油滴所帶電荷的計(jì)算公式。 ③學(xué)習(xí)和理解密立根利用宏觀量測 量微觀量的巧妙設(shè)想和構(gòu)思。 研究興趣（方向） 凝聚態(tài)與量子信息理論 。 ? 強(qiáng)調(diào)協(xié)作學(xué)習(xí)的重要性，要求學(xué) 習(xí)環(huán)境能夠支持協(xié)作學(xué)習(xí)。 第三，要提高自律能力，進(jìn)一步健全完善自己的人格。要有一種學(xué)習(xí)的危機(jī)感、緊迫感，把學(xué)習(xí)知識(shí)、提高素質(zhì)作為生存和發(fā)展的緊迫任務(wù)，把學(xué)習(xí)當(dāng)作一種追求，牢固樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，不斷提高理論水平，提高知識(shí)層次。 ? 強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，各種教學(xué)因素，包括教師只是作為一種廣義的學(xué)習(xí)環(huán)境支持學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)，誘發(fā)學(xué)習(xí)者的問題并利用它們刺激學(xué)習(xí)活動(dòng)，或確認(rèn)某一問題，使學(xué)習(xí)者迅速地將該問題作為自己的問題而接納?？萍贾械膫惱淼赖聠栴}，實(shí)際上是一種選擇，在學(xué)習(xí)本課程中要學(xué)習(xí)作出對(duì)人類的持續(xù)發(fā)展和進(jìn)步起促進(jìn)作用的選擇，讓科技服務(wù)于人類，有利于自然、政治、經(jīng)濟(jì)、文化的健康發(fā)展，讓科學(xué)在人類進(jìn)程中產(chǎn)生積極的影響。電荷 e是一個(gè)基本物理量，它的測定還為從實(shí)驗(yàn)上測定電子質(zhì)量、普朗克常數(shù)等其他物理量提供了可能性，密立根因此獲得了 1923年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。將（ 5）代入（ 3）式，得： ???? .)1 129(34 23prbgvm g?? （ 6） 對(duì)于勻速下降的速度，可用下法測出：當(dāng)兩極板間的電壓 V=0時(shí)，設(shè)油滴勻速下降 的距離為 ，時(shí)間為 ?t ，則 ?tlvg ? （ 7） 將（ 7）式代入（ 6）式，（ 6）式代入（ 1）式，得 (8) 上式就是用平衡法測定油滴所帶電荷的計(jì)算公式?！吧惦妷骸焙汀捌胶怆妷骸钡膬蓚€(gè)撥動(dòng)開關(guān)撥向同側(cè)時(shí)，加在平行極板上的電壓為兩個(gè)電壓之和；撥向異側(cè)時(shí)，極板上的電壓為兩個(gè)電壓之差。通?？梢赃x擇平衡電壓在 200V以上，勻速下降 2mm所用時(shí)間為 1530 秒的油滴，其大小和帶電量都比較合適。 103m（分劃板中央四格的距離）。 相關(guān)閱讀材料及頁碼： 向必純 主編，《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》， 267275 作業(yè)安排： 數(shù)據(jù)處理，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告 14 學(xué)院 教師姓名 課程名稱 學(xué)分 /學(xué)時(shí) 課程性質(zhì) 課次 /學(xué)時(shí) 學(xué)年 /學(xué)期 理學(xué)院 吳飛 近代物理實(shí)驗(yàn) 1/32 考查課 2/4 20202017/2 教學(xué)目標(biāo)： ①本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)氬原子第一激發(fā)電位的測量，了解弗蘭克和赫茲研究原子內(nèi)部能量量子化的基本思想和方法； ②了解電子與原子碰撞和能量交換過程的微觀圖像，以及影響這個(gè)過程的主要物理因素 。設(shè)加速電子的電位為 V，電子獲得的能量為 eV，如果電子能量 eV小于原子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)所需的能量（稱臨界能量），原子不可能向高能態(tài)躍遷，即使電子與原子發(fā)生了碰撞，也只能是彈性碰撞，電子能量幾乎沒有損失；如果電子能量達(dá)到臨界能量（相應(yīng)的加速電壓叫臨界電位，記作 Vg 也稱作原子的第一激發(fā)電位），電子與原子碰撞時(shí)，電子就可能將全部動(dòng)能交給原子，原子從 基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)；如果電子能量大于臨界能量，碰撞時(shí)原子只從電子那里獲取躍遷到第一激發(fā)態(tài)所需的能量，多余的能量仍由電子保留，總之，只要加速電子的電位 V≥ Vg，都會(huì)使原子從基態(tài)向第一激發(fā)態(tài)躍遷，處于不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài)的原子，又會(huì)很快以輻射方式放出能量回到穩(wěn)定的基態(tài)，發(fā)出的輻射由躍遷的頻率條件給出： 根據(jù)上述原理，我們采用充汞的 FH 管及圖 1 所示電路來測定汞的第一激發(fā)電位。所以 IA又會(huì)下降，如圖 2 的 CD 段。如果 VP 增加時(shí)電流迅速增 加則表明 F— H 管擊穿，則應(yīng)立即調(diào)低 VP，如果希望有較大的擊穿電壓，可以用降低燈絲電壓來達(dá) 到。光電效應(yīng)是光的經(jīng)典電磁理論所不能解釋的。 2．反向電流：光電管的兩極材料不同，在工業(yè)制作過程時(shí)，陽極 A往往濺有陰極材料。由光電子形成的光電流經(jīng)放大器 AM放大后可以被微安表測量。 109A為止）； ④ 陸續(xù)選擇適當(dāng)間隔的另外 5~7種波長光進(jìn)行同樣測量，列表記錄數(shù)據(jù)。 ② 掌握棱鏡攝譜儀的調(diào)節(jié)方法和攝譜技術(shù) 。 ABCDE 是一五邊棱鏡。 28 c． 對(duì)每根氫光譜線，用阿貝比長儀測出 d 與 x 的值，算出氫光譜 ?H 、 ?H 、 ?H 、?H 的波長。 原子中電子的軌道磁矩和自旋磁矩合成為原子的總磁矩。其中 1???M 對(duì)應(yīng)的仍然是 σ 態(tài)， 0??M 對(duì)應(yīng)的是 π 態(tài)，分裂后的譜線與原譜線的波數(shù)差 BmceL ?? 4??? 。 1） 自由光譜范圍 考慮同一光源發(fā)出的具有微小波長差的單色光 λ 1和 λ 2（設(shè) λ 1λ 2）入射的情況，它們將形成各自的圓環(huán)系列。 2） 分辨本領(lǐng) 34 定義 ??? 為光譜儀的分辨本領(lǐng)，對(duì)于 FP 標(biāo)準(zhǔn)具，分辨本領(lǐng) KN???? （ 10） K 為干涉級(jí)數(shù)， N 為精細(xì)度，它的物理意義是在相鄰兩個(gè)干涉級(jí)之間能夠分辨的最大條紋數(shù)。兩平行的鍍膜平面中間夾有一個(gè)間隔圈，用熱脹系數(shù)很小的石英或銦鋼精加工而成，用以保證兩塊平面玻璃之間的間距不變。 能級(jí) E 1和 E 2之間的躍遷產(chǎn)生頻率為 v 的光， 12 EEhv ?? 在磁場中，若上、下能級(jí)都發(fā)生分裂，新譜線的頻率 v’與能級(jí)的關(guān)系為 BgMgMhvEEEEEEEEhv B?)()()()()(39。 相關(guān)閱讀材料及頁碼： 向必純 主編，《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》， 214219 作業(yè)安排： 數(shù)據(jù)處理，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告 29 學(xué)院 教師姓名 課程名稱 學(xué)分 /學(xué)時(shí) 課程性質(zhì) 課次 /學(xué)時(shí) 學(xué)年 /學(xué)期 理學(xué)院 吳飛 近代物理實(shí)驗(yàn) 1/32 考查課 5/4 20202017/2 教學(xué)目標(biāo)： ①加深對(duì)原子磁矩及空間量子化等原子物理學(xué)概念的理解。 2L2S*SL1S1L2LF鼓輪 測微目鏡 27 圖 4－ 4 攝譜儀狹縫前的哈特曼光欄 4. 哈特曼光欄 拍攝待測譜線與比較譜線時(shí)，要注意不要將照相底版盒移動(dòng)。 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? （巴耳末線系）波長 實(shí)驗(yàn)原理 光譜線波長是由產(chǎn)生這種光譜的原子能級(jí)結(jié)構(gòu)所決定的，每一種元素都有自己特定的光譜，即原子的標(biāo)識(shí)光譜。用該直線的斜率 乘以電子電荷 e（ 179?？赡馨l(fā)生的零位偏差，實(shí)驗(yàn)讀數(shù)中應(yīng)予以修正。這里介紹一種較為簡單確定截止電壓的方法。不同金屬有不同的截止頻率，因?yàn)樗鼈兊囊莩龉Ω鞑幌嗤? 注意事項(xiàng)： 1． 如用充汞管則應(yīng)先開啟加熱電爐至實(shí)驗(yàn)值，再開啟其它電源。這使得實(shí)際加速電壓并不嚴(yán)格是 Vp，而是 Vp 與接觸電位差的代數(shù)和。第二柵極 G2 和板極 P 之間有一很小的負(fù)電壓VG2（ 0~15V），對(duì)電子有一定的拒斥作用，使能量小于 eVG2 的電子不能到達(dá)板極。隨后，在 1914 年，德國科學(xué)家弗蘭克和他的助手赫茲采用慢電子與稀薄氣體中原子碰撞的方法，簡單 而巧妙地直接證實(shí)了原子能級(jí)的存在，并且實(shí)現(xiàn)了對(duì)原子的可控激發(fā)，從而為玻爾原子理論提供了有力的證據(jù)。即 neVdmgq n ??， n也為整數(shù)。太靠近下極板，測量完時(shí)間后，油滴容易丟失，影響重復(fù)測量，一般取 l=。 5）在噴霧器中注入油數(shù)滴，將油從噴霧口噴入，調(diào)節(jié)測量顯微鏡的調(diào)焦手輪， 隨即可以從顯微鏡中看到大量清晰的油滴。油滴盒是由兩塊經(jīng)過精磨的平行極板組成的，間距為 ，上極板的中央有一個(gè)直徑為 ，以供油滴落入。設(shè)油滴的質(zhì)量為 m，所 帶電量為 q，兩極板之間的電壓為 V，則油滴在平行極板之間同時(shí)受兩個(gè)力的作用，一個(gè)是重力 mg，另一個(gè)是靜電力 。 、解決問題的能力。 ? 應(yīng)設(shè)計(jì)多種自主學(xué)習(xí)策略，使得學(xué)習(xí)能夠在以學(xué)生為主體中順利展開。 使學(xué)生 正確認(rèn)識(shí)自我，培養(yǎng)高尚的人格，始終保持謙虛謹(jǐn)慎、戒驕戒躁的良好作風(fēng)，以高度的自覺自律精神培養(yǎng)自己的集體主義感、敬業(yè)奉獻(xiàn)和誠實(shí)信 用品質(zhì)、強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感和歷史使命感，講求團(tuán)結(jié)合作，不斷超越自我，實(shí)現(xiàn)同學(xué)間競爭求勝求發(fā)展的 “ 雙贏 “。 的 發(fā)展 第一，要提高學(xué)習(xí)能力，進(jìn)一步增強(qiáng)自身素質(zhì)。讓學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)是真正體現(xiàn)學(xué)生主體地位的策略。 這些實(shí)驗(yàn)技術(shù) ， 過去 叫“中級(jí)物理實(shí)驗(yàn)” ， 現(xiàn)在又有所發(fā)展，叫“現(xiàn)代物理實(shí)驗(yàn)”，以容納最近 一 個(gè)世紀(jì)所發(fā)展的一些物理和技術(shù) 。 ②通過實(shí)驗(yàn)過程中，對(duì)儀器的調(diào)整、油滴的選擇、耐心地跟蹤和測量以及數(shù)據(jù)的處理等，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真和一絲不茍的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和態(tài)度。 106m178。換向開關(guān)撥在“ +”位置時(shí)，能達(dá)到平衡的油滴帶正電，反之帶負(fù)電。 2） 練習(xí)選擇油滴：選擇一個(gè)大小合適，帶電量適中的油滴，是做好本實(shí)驗(yàn)的 關(guān)鍵。 tg和 tE交替進(jìn)行，連續(xù)測量 510次，并分別求出它們的平均值。因此，可以采用“反過來驗(yàn)證”的辦法處理數(shù)據(jù)：計(jì)算出每個(gè)油滴電量 qi后，用 e的公認(rèn)值去除，得到每個(gè)油滴帶基本電荷個(gè)數(shù)的近似值 ni，將 ni四舍五入取整，再用這個(gè)整數(shù)去除 qi，所得結(jié)果為我們測出的電子電量 ei 。要能控制和測量這種能量的大小，則采用第二種方法：用給定的電場來加速電子（電子的能量可以直接控制和測量），再讓這些具有一定動(dòng)能的電子和原子發(fā)生碰撞，處于基態(tài)的原子就可得到電子的能量向高 能級(jí)躍遷。從而使 IA又會(huì)隨 Vp 的增加而增加。控繼電器跳變（指示 燈同時(shí)跳變）時(shí)，爐溫達(dá)到預(yù)定溫度，才能開始實(shí)驗(yàn)。 ）在近代物理學(xué)中占有重要的地位，它可以用光電效應(yīng)簡單而又較準(zhǔn)確求出。由此，方程（ 1）可改寫成： 即 eAehUc ?? ? （２） 它表示 Uｃ 與 ?間存在線性關(guān)系，其斜率等于 h/e，因而可以從對(duì) Uc與 ?的數(shù)據(jù)分析中求出 Planck常數(shù)。 光源： 12V， 75W鹵鎢燈； 風(fēng)扇： DC12V ，供光源散熱用； 聚光器：由 f’=50mm 和 f’=70mm 兩個(gè)透鏡會(huì)聚成直線光束； 單色儀： 1型，光柵式； 光電管： GD31A型； 直流穩(wěn)壓電源：177。 測量光電管的伏安特性 ① 取下暗盒蓋，讓光電管對(duì)準(zhǔn)單色儀出射狹縫（縫寬仍取較窄一檔），按上述螺旋測微器與波長示值的對(duì)應(yīng)規(guī)律，在可見光范圍內(nèi)選擇一種波長輸出，根據(jù)微安表指示，找到