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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 氫原子光譜實(shí)驗(yàn)最優(yōu)參數(shù)的確定
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 數(shù)理
- 大類(lèi)：
- 自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文
- 簡(jiǎn)介：
- 傳統(tǒng)的近代物理“氫原子光譜實(shí)驗(yàn)”往往很難達(dá)到理想的效果。本文針對(duì)該情況，運(yùn)用多參數(shù)優(yōu)化方法對(duì)實(shí)驗(yàn)條件參量對(duì)氫原子光譜譜線(xiàn)的影響進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，并且得到了理想的光譜譜線(xiàn)。
- 詳細(xì)介紹：
- 為了獲得了清晰的氫氘原子光譜譜線(xiàn)，首先確定了對(duì)光譜譜線(xiàn)有影響的負(fù)高壓及狹縫寬度兩個(gè)實(shí)驗(yàn)參量。實(shí)驗(yàn)首先探究了當(dāng)負(fù)高壓一定時(shí)，入射和出射狹逢寬度變化對(duì)一條氫原子譜線(xiàn)的影響，得出狹縫越寬，譜線(xiàn)能量越強(qiáng)，噪聲也越大，分辨率降低；反之譜線(xiàn)能量越弱，噪聲越小，分辨率提高。但狹縫過(guò)窄時(shí)，譜線(xiàn)能量太弱也會(huì)導(dǎo)致分辨率下降甚至無(wú)法探測(cè)出光的強(qiáng)度。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到理想的狹縫寬度范圍。在該范圍內(nèi)選取幾條狹縫寬度，分別通過(guò)改變負(fù)高壓來(lái)得到理想的最優(yōu)參數(shù)組。分析得到最優(yōu)負(fù)高壓隨狹縫寬度的減小而增大，并且對(duì)于不同的波長(zhǎng)最優(yōu)參數(shù)組參數(shù)不同，因此又用同樣的方法對(duì)其它的譜線(xiàn)進(jìn)行了探究。找到不同譜線(xiàn)的公共最優(yōu)參數(shù)區(qū)間，確定為目標(biāo)最優(yōu)參數(shù)組，后又對(duì)所得到的參數(shù)組進(jìn)行試驗(yàn)，最終獲得了清晰的氫原子光譜譜線(xiàn)，證實(shí)了實(shí)驗(yàn)的正確性。
作品專(zhuān)業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 目的：在近代物理實(shí)驗(yàn)“氫原子光譜實(shí)驗(yàn)”原有內(nèi)容的基礎(chǔ)上，增加多參數(shù)優(yōu)化的內(nèi)容，得到與實(shí)際更加接近的光譜譜線(xiàn)。 思路：選定氫原子的一條譜線(xiàn)，先探究在一定的負(fù)高壓下，狹縫寬度對(duì)氫原子光譜譜線(xiàn)的影響，得到理想的狹縫寬度范圍。從該范圍內(nèi)選定幾條狹縫寬度，通過(guò)逐次改變負(fù)高壓來(lái)確定這幾條寬度所對(duì)應(yīng)的最優(yōu)負(fù)高壓。再通過(guò)上述方法獲得其它三條譜線(xiàn)的最優(yōu)參數(shù)范圍，找到四條譜線(xiàn)最優(yōu)參數(shù)公共區(qū)間即為實(shí)驗(yàn)的最優(yōu)參數(shù)。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 科學(xué)性：通過(guò)了大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所得實(shí)驗(yàn)最優(yōu)參數(shù)的合理性和正確性。 先進(jìn)性：對(duì)原有的近代物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了深一步的探究，豐富了實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，并且使實(shí)驗(yàn)的效果與實(shí)際更加相符。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 拓展了大學(xué)課本中近代物理實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)達(dá)到了更好的效果，與理論更為相符。為以后做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)提供了參數(shù)依據(jù)和方便，為類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)提供了方法參考，也為深入掌握光譜實(shí)驗(yàn)的測(cè)量技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 為了獲得了清晰的氫氘原子光譜譜線(xiàn)，首先確定了對(duì)光譜譜線(xiàn)有影響的負(fù)高壓及狹縫寬度兩個(gè)實(shí)驗(yàn)參量。先選定氫原子的一條譜線(xiàn)，在一定的負(fù)高壓下，通過(guò)改變狹縫寬度來(lái)獲取不同組光譜譜線(xiàn)，經(jīng)分析得到理想的狹縫寬度范圍。在該范圍內(nèi)選取幾條狹縫寬度，分別通過(guò)改變負(fù)高壓來(lái)得到理想的最優(yōu)參數(shù)組。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)對(duì)于不同的波長(zhǎng)最優(yōu)參數(shù)組參數(shù)不同，因此又用同樣的方法對(duì)其它的譜線(xiàn)進(jìn)行了探究。找到不同譜線(xiàn)的公共最優(yōu)參數(shù)區(qū)間，最終獲得了清晰的氫原子光譜譜線(xiàn)。 參考文獻(xiàn)： [1]邢文訓(xùn),謝金星.現(xiàn)代優(yōu)化計(jì)算方法[M]. 北京:清華大學(xué)出版社 [2]朱德通.最優(yōu)化模型與實(shí)驗(yàn)[M]. 上海同濟(jì)大學(xué)出版社 [3]施光燕，錢(qián)偉懿，龐麗萍. 最優(yōu)化方法[M]. 北京:高等教育出版社 [4]姜輝. 氫原子光譜實(shí)驗(yàn)研究[J]. 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) [5]朱鶴年, 錢(qián)啟予，路峻嶺. 氫原子光譜實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J] [6]申曉波, 郝世明，胡亞菲. 激光拉曼光譜試驗(yàn)最有實(shí)驗(yàn)參數(shù)的確定[J] [7]馬躍進(jìn), 連潔. 氫原子光譜實(shí)驗(yàn)裝置的研究[J] [8]張愛(ài)軍, 耿廷珍, 呂正山. 對(duì)氫原子光譜實(shí)驗(yàn)的討論[J]
獲獎(jiǎng)情況
- 此課題為大連民族學(xué)院校級(jí)精品實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：Sy201043 本論文已于今年5月被中文核心期刊擬刊錄用
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
- 參見(jiàn)近代物理實(shí)驗(yàn)氫、氘原子光譜實(shí)驗(yàn)原理及步驟。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 無(wú)
