一种钠光谱实验仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种钠光谱实验仪，它由实验仪面板、自耦变压器、低压钠光灯和钠光灯电源组成，低压钠光灯设置在实验仪面板的上面板上，所述实验仪面板的前面板上设有开关和调节自耦变压器输出电压的旋钮；自耦变压器为降压变压器，输出电压范围是0至220伏，由旋钮控制并指示输出电压的大小，该输出电压的两端与低压钠光灯电源的输入端相接；降压变压器的滑动电压输出头与开关的一端串联，开关的另一端与低压钠光灯串联，低压钠光灯的另一端串联镇流器后相连到降压变压器的另一输出端。本实用新型专利技术与双光栅单色仪配合，可以清楚地记录钠原子发射光谱的图谱。实验装置简单，操作方便，能明显观察到钠光谱各线系双重结构不同成分间的强度比。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种大学代物理实验教学仪器，尤其是能方便准确地测量钠原子光谱的钠光谱实验仪。
技术介绍
目前大学物理实验大多是利用摄谱仪与交流电弧发生器做钠原子光谱实验，能拍摄出钠原子光谱谱片。由此，通过里德伯关系式计算钠原子能级和量子缺，从而加深对碱金属外层电子与原子实相互作用及自旋与轨道相互作用的了解。该方法也有些不足如拍摄光谱次数较多(铁光谱、钠光谱、纯碳光谱均需转动光栅进行多次拍摄)；一级光谱区和二级紫外区易发生重叠干扰(除非换用滤色片)；计算波长误差大(因谱线本身存在线宽，光谱片长度有限，肉眼观察困难，即使用投影仪将谱片放大，测量仍有一定误差)。另外，钠原子光谱不同线系的一个重要差别表现在其双重结构不同成分的相对强度不同，它取决于有关能级值的大小(玻耳兹曼因子)、能级的统计权重以及能级间的跃迁概率。对 主线系，光谱线双重结构的两个成分中短波成分与长波成分的强度比为2 I。而在锐线系和漫线系中，双重结构中短波成分和长波成分强度比是I : 20由于光谱片经过曝光和冲洗，谱线所在处的变黑程度和谱线强度之间并不满足正比关系，因而无法测量光谱线双线结构不同成分的强度比。
技术实现思路
本技术的目的是解决现有技术存在操作麻烦、测量误差大的技术问题。提供一种钠光谱实验仪。本技术钠光谱实验仪，它由实验仪面板、自耦变压器、低压钠光灯和钠光灯电源组成，低压钠光灯设置在实验仪面板的上面板上，所述实验仪面板的前面板上设有开关和调节自耦变压器输出电压的旋钮；其特征是自耦变压器为降压变压器，输出电压范围是0至220伏，由实验仪面板上调节自耦变压器输出电压的旋钮控制并指示输出电压的大小，该输出电压的两端与低压钠光灯电源的输入端相接；所述降压变压器的滑动电压输出头与开关的一端串联，开关的另一端与低压纳光灯串联，低压纳光灯的另一端串联镇流器后相连到降压变压器的另一输出端。所述实验仪面板的上面板上留有直径5厘米的圆孔，孔下对应安装为低压钠光灯的插座，圆孔边缘距顶面板边缘为3厘米。本技术采用自耦降压变压器作为低压钠光灯电源，可以方便地从0伏到220伏调节钠光灯电压，控制低压钠光灯发光信号的强弱；由于低压钠光灯经双单色仪分光后，钠原子光谱的谱线拉得很开，双重结构看得很清楚，而且直接以波数为单位绘于记录纸上，有效数字可达到6位，由此可以比较精确地求出量子缺、固定项等参数，误差大大减小；在双单色仪直接绘出的钠光谱谱图上，双重结构不同成分的相对强度之比就是谱峰高度之t匕，直观明了，一目了然。本技术与双光栅单色仪配合，可以清楚地记录钠原子发射光谱的图谱。实验装置简单，操作方便，能明显观察到钠光谱各线系双重结构不同成分间的强度比。附图说明图I是本技术结构示意图；图2是本技术电路图；图3是用双单色仪测绘出的钠光灯发射的主线系(3P-3S)光谱图；图4是用双单色仪测绘出的钠光灯发射的锐线系(3P-5S)光谱图；图5是用双单色仪测绘出的钠光灯发射的漫线系(3P-4D)光谱图；图6是用双单色仪测绘出的钠光灯发射的漫线系(3P-5D)光谱图。图中I、低压钠光灯2、自耦变压器3、开关4、调节自耦变压器输出电压的旋钮5、镇流器6、实验仪面板具体实施方式参照图I和图2，本技术它由 实验仪面板6、自耦变压器2、低压钠光灯I和钠光灯电源组成，低压钠光灯I设置在实验仪面板6的上面板上，所述实验仪面板6的前面板上设有开关3和调节自耦变压器输出电压的旋钮4 ；自耦变压器2为降压变压器，输出电压范围是0至220伏，由实验仪面板上的调节自耦变压器输出电压的旋钮控制并指示输出电压的大小，该输出电压的两端与低压钠光灯电源的输入端相接；所述降压变压器的滑动电压输出头与开关3的一端串联，开关3的另一端与低压钠光灯I串联，低压钠光灯I的另一端串联镇流器5后相连到降压变压器的另一输出端；所述实验仪面板6的上面板上留有直径5厘米的圆孔，孔下对应安装为低压钠光灯的插座，圆孔边缘距顶面板边缘为3厘米；开关3控制低压钠光灯的开启，调节自耦变压器输出电压的旋钮4则调节自耦变压器的输出电压，也即低压钠光灯的电源电压。将本技术钠光谱实验仪放至双单色仪前，使钠光灯出射的灯光正好射入双单色仪的入口狭缝，调节钠光灯的电源电压和双单色仪的谱线扫描范围，就得到从图3到图6的各线系的钠原子光谱图。在可见范围内，主线系黄共振双线是由双重能级3P跃迁到3S，其波数差表征了 3P谱项双重分裂的大小。锐线系和漫线系是从n2s1/2和n2D3/2.5/2，(n > 3)向共振能级(32P3/2.1/2)跃迁所发射的光谱，根据选择定则，观察到的仅是两个成分(在漫线系中，复双重线通常也只能观察到两个成分)。这两成分的波数差等于(在锐线系中)或近似等于3P谱项的双重分裂的大小，即17.20CHT1。由图可见确实如此，双重线中不同成分拉得很开，看得很清楚，每对双重线间距都在17CHT1左右。在摄谱仪拍摄的钠光谱谱片中，根据光谱黑线的浓淡是很难判断出I : 2或2 I的强度比的，而在双单色仪绘出的钠光谱谱图上，双重结构不同成分的相对强度之比就是谱峰高度之比，2 : I或I : 2的高度比清清楚楚，一目了然，极有说服力。漫线系和锐线系的下能级都是3P能级，但它们的上能级分别与价电子的d轨道和s轨道对应，前者更容易受外电场影响，因此，在钠原子的发射光谱中，漫线系和锐线系明显不同。漫线系的光谱线边缘清晰，谱线展宽明显，而锐线系谱线比较清晰，边缘比较锐。但在摄谱仪摄出的钠光谱照片中，经显影、定影、冲洗后很难区分出边缘的模糊与锐利，而用双单色仪测量则可清楚地将这两种线系区分开来。如图3是主线系，图4是锐线系，其谱线都是尖锐而细长，边缘整齐；图5、图6是漫线系，可以明显看出谱线边缘的弥漫状态。权利要求1.一种钠光谱实验仪，它由实验仪面板、自耦变压器、低压钠光灯和钠光灯电源组成，低压钠光灯设置在实验仪面板的上面板上，所述实验仪面板的前面板上设有开关和调节自耦变压器输出电压的旋钮；其特征是自耦变压器为降压变压器，输出电压范围是O至220伏，由实验仪面板上调节自耦变压器输出电压的旋钮控制并指示输出电压的大小，该输出电压的两端与低压钠光灯电源的输入端相接；所述降压变压器的滑动电压输出头与开关的一端串联，开关的另一端与低压钠光灯串联，低压钠光灯的另一端串联镇流器后相连到降压变压器的另一输出端。2.根据权利要求I所述的钠光谱实验仪，其特征是所述实验仪面板的上面板上留有直径5厘米的圆孔，孔下对应安装为低压钠光灯的插座，圆孔边缘距顶面板边缘为3厘米。专利摘要本技术公开了一种钠光谱实验仪，它由实验仪面板、自耦变压器、低压钠光灯和钠光灯电源组成，低压钠光灯设置在实验仪面板的上面板上，所述实验仪面板的前面板上设有开关和调节自耦变压器输出电压的旋钮；自耦变压器为降压变压器，输出电压范围是0至220伏，由旋钮控制并指示输出电压的大小，该输出电压的两端与低压钠光灯电源的输入端相接；降压变压器的滑动电压输出头与开关的一端串联，开关的另一端与低压钠光灯串联，低压钠光灯的另一端串联镇流器后相连到降压变压器的另一输出端。本技术与双光栅单色仪配合，可以清楚地记录钠原子发射光谱的图谱。实验装置简单，操作方便，能明显观察本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钠光谱实验仪，它由实验仪面板、自耦变压器、低压钠光灯和钠光灯电源组成，低压钠光灯设置在实验仪面板的上面板上，所述实验仪面板的前面板上设有开关和调节自耦变压器输出电压的旋钮；其特征是自耦变压器为降压变压器，输出电压范围是0至220伏，由实验仪面板上调节自耦变压器输出电压的旋钮控制并指示输出电压的大小，该输出电压的两端与低压钠光灯电源的输入端相接；所述降压变压器的滑动电压输出头与开关的一端串联，开关的另一端与低压钠光灯串联，低压钠光灯的另一端串联镇流器后相连到降压变压器的另一输出端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，
申请(专利权)人：临沂大学，
类型：实用新型
国别省市：