近代物理实验讲义第五版

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1、近代物理实验(第五版)温州大学物理与电子信息学院近代物理实验讲义编写组二零零九年二月140目录前言…………………………………………………………………………………………3实验一夫兰克一赫兹实验……………………………………………………………4实验二半导体激光器实验……………………………………………………………9实验三近红外分光光度计实验………………………………………………………21实验四激光全息照相实验……………………………………………………………27实验五原子发射光谱实验(一)…………………………………………………………35实验六原子发射光谱实验(二)……………

2、……………………………………………39实验七光磁共振实验…………………………………………………………………44实验八功能材料制备实验……………………………………………………………51实验九卢瑟福散射实验………………………………………………………………57实验十原子力显微镜实验……………………………………………………………62实验十一核磁共振实验…………………………………………………………………74实验十二微波自动测量线实验…………………………………………………………81实验十三X射线发射谱实验……………………………………………………………86实验十四塞曼效应实

3、验…………………………………………………………………97实验十五功能材料测试实验……………………………………………………………103实验十六　全息平面光栅制作实验………………………………………………………106实验十七　喇曼光谱实验…………………………………………………………………111实验十八　生物倒置显微镜实验…………………………………………………………119　实验误差与数据处理………………………………………………………………………126参考文献……………………………………………………………………………………138　　　后记…………………………………………

4、………………………………………………140140前言实验是物理学发展的基础，又是检验物理理论的唯一手段。特别是现代物理学的兴起，更和实验有着密切的联系。正是实验技术的发展，不断地揭示和发现各种新的物理学现象，日益加深人们对客观世界规律的认识，从而推动着物理学的向前发展。近代物理实验是继普通物理实验和电子电工实验之后为物理系高年级学生开设的一门重要的实验课程。在近代物理实验要做的十多个实验中，有在近代物理学发展史上堪称里程碑的著名实验，也有与现代科学技术中常用实验方法或现代技术有关的实验。与普通物理实验相比，近代物理实验所涉及的知识面很广，具有较强的综合性和技术

5、性。我们开设近代物理实验，一方面使同学们进一步认识物理实验对近代物理规律发现和近代物理理论的建立所起的重大作用，加深对近代物理概念和规律的理解。另一方面，使同学们能掌握近代物理及现代技术中的一些常用实验方法和实验技能，进一步培养良好的实验习惯和严谨的科学作风，使同学们获得一定程度的用实验方法和技术研究物理问题的独立工作能力。因此，学好近代物理实验是十分重要的。为了完成好近代物理实验，除了一般物理实验要求之外，特别要求同学们做到以下二点：第一，认真做好预习。与普通物理实验相比，各个近代物理实验的原理和使用的仪器设备都要复杂、精密得多。因此要求同学们一定要化足够时

6、间做好预习，可以先到近物实验室看看，预先了解各实验仪器设备的特性与使用方法。不预先懂得实验原理，不掌握实验仪器的特性、操作要领和实验步骤等，是断然做不好近代物理实验的。第二，在教师指导下，要独立完成实验。培养独立工作能力，是开设近代物理实验的重要目的之一，也是大学高年级学生应具备的能力之一。教师只是起指导作用。从每个实验的原理了解，每台仪器特性掌握，到实验步骤确定，实验数据记录、实验结果分析等，都要求同学们能独立完成。同学们要认真阅读本讲义，也要查阅、研究其他文献资料，还要积极思考、不断探索，独立解决遇到各种问题。最后，祝同学们顺利完成近代物理实验课程！近代物

7、理实验室一九九八年六月140实验一夫兰克—赫兹实验1931年，尼·玻尔在描绘氢原子光谱规律经验公式的基础上建立了新的原子结构理论，提出原子只能较长久地停留在一些稳定状态（称为定态），每一定态，对应一定的能量，叫能级。玻尔认为：各定态的能量是分立的，原子跃迁时只能吸收或辐射相当于二定态能量差的能量。1941年，夫兰克和赫兹使用慢电子与稀薄汞气体的汞原子碰撞而进行一定能量的交换，测量出汞原子的激发电势，从而直接证明了原子能级的存在，清晰地显示了原子能级的图像，为玻尔理论提供依据。夫兰克—赫兹实验成为探索原子结构的一个重要实验。几年来，夫兰克—赫兹实验已作了改进，不

8、用汞原子蒸气而用氩原子气体，在常温下氩