实验31原子发射光谱观测分析(实验报告)

实验31（A）原子发射光谱观测分析 【实验目的】 1． 学会使用光学多通道分析器的方法 2． 通过对钠原子光谱的研究了解碱金属原子光谱的一般规律 3． 加深对碱金属原子中外层电子与原子核相互作用以及自旋与轨道运动相互作用的了解 【实验仪器】 光学多通道分析器、光学平台、汞灯、钠灯、计算机 【原理概述】 钠属碱金属原子类，碱金属原子和氢原子一样，都只有一个价电子。但在碱金属原子中除了一个价电子外，还有内封闭壳层的电子，这些内封壳层电子与原子核构成原子实。价电子是在原子核和内部电子共同组成的力场中运动。原子实作用于价电子的电场与点电荷的电场有显著的不同。特别是当价电子轨道贯穿原子实时（称贯穿轨道），这种差别就更为突出。因此，碱金属原子光谱线公式为： 222*12*211~llnRnRnnR 其中~ 为光谱线的波数；R 为里德堡常数。 n与n 分别为始态和终态的主量子数*2n 与*1n 分别为始态和终态的有效量子数 l与l 分别为该量子数决定之能级的轨道量子数 l 与l 分别为始态和终态的量子缺（也称量子改正数，量子亏损） 根据就的波尔理论，在电子轨道愈接近原子中心的地方，的数值愈大。当轨道是贯穿轨道实，得数值还要大些。因为这时作用在电子上的原子核的有效电荷 Zeff 有很大程度的改变。在非常靠近原子核的地方，全部核电荷作用在电子上。而距离很远的，原子核被周围电子屏蔽，以致有效核电荷1effZ。因此 s 项的值最大，而对p 项来说就小一些，对于d 来说还更小，由此类推。因而量子缺  的大小直接反映原子实作用于价电子的电场与点电荷近似偏离的大小 对于钠原子光谱分如下四个线系 主线系：snp3~ 锐线系：pns3~ 漫线系：pnd3~ 基线系：dnf3~ 对于某一线系谱线的波数公式可写为： 2~lnTnRA 其中 为常数，称为固定项。 从钠原子光谱中，可以看出各线系的一些明显特征，这些特征也为其他碱金属原子光谱所具有。 各线系的共同特点是： 1.同一线系内，愈向短波方向，相邻谱线的波数差愈小，最后趋于一个极限——连续光谱与分利谱的边界。这是由于能量愈高，能级愈密，最后趋于连续。 2.在同一线系内，愈向短波方向，谱线强度愈小，原因是能级愈高，将原子从基态激发到那一状态也与不容易。 各线系的区别是： 1.各线系所在的光谱区域不同。主线系只有sp33~...