用分光计观测氢原子光谱的教学研究

利用已有的教学条件提出一种用普通仪器分光计观测氢原子光谱的实验教学方法。首先用分光计测量出氢灯谱线的最小偏向角,计算出三棱镜对谱线的折射率;然后利用柯西色散公式和巴耳末公式得到巴耳末线系H_α、H_β、H_γ线的波长和里德伯常数。通过实验中的学习和操作,加深了学生对原子物理理论知识的理解,培养了学生的创造性思维和动手能力。     

原子光谱的图像处理研究

对利用CCD作传感器进行原子光谱分析及图像处理的方法进行了理论和实验研究;导出了原子光谱高频噪声判据,背景噪声、压缩系数关系判据;较精确地测出氢原子巴耳末线系谱线波长及里德伯常数.     

原子光谱的图像处理研究

对利用ＣＣＤ作传感器进行原子光谱分析及图像处理的方法进行了理论和实验研究，导出了原子光谱高频噪声判据，背景噪声、压缩系数关系判据；较精确地测出氢原子巴耳末线系谱线波长及里德伯常数。     

质子究竟有多大？

<正>"质子半径之谜"自2010年产生后一直困扰着物理学家。终于,一项于2019年11月6日发表在Nature上的研究宣布,谜题即将被破解。散射实验和氢原子光谱实验是测量质子半径的两种主要手段,但这两种方式测量的结果却相差约5%。2010年之前,两种方法测得的质子半径均为0.8768飞米(1飞米=10-15米)。但在2010年,物理学家用μ子代替电子合成特殊的氢原子进行光谱实验,测出     

电子在级数势场中的运动

本文首先求解了电子在型级数势场中的定态薛定格程,条件是。得到决定电了定态能级和波函数的几个公式。作为这些公式的应用,文中以完全电离氢等离子体为例,讨论了德拜屏蔽效应对氢等离子体光谱的影响,计算了与氢原子巴尔末线系相对应的若干谱线。文中列入了K=r/(r_B)=5000,1000,100等三种情形(其中r_B为德拜半径,r_B为玻尔半径)。当K=5000,1000时,有①氢等离子体光谱表现为氢原子光谱的加宽,随着K的变小,谱线宽度增加;随着K的变大,谱线宽度减小,当K→∞时,过渡到氢原子光谱。②谱线的加宽是不对称的,对H来说,偏紫的一方强度稍大。②加宽后的谱线轮廓原则上不是平滑的,将出现锯齿形,随着K的减小而趋于明显。当K=100时,氢等离子体光谱已变为较难辨识的复杂谱。这种情况的实验观测还未见报导,在自然界里可能存在于致密天体表面附近。在氢等离子体的发射谱中还将包含较丰富的红外或射电辐射。此外,文中还讨论了由上述谱线加宽所造成的谱线迭合问题,得到了与英格利斯和特勒公式稍有不同的迭合条件。     

系外行星大气光谱探测虚拟仿真实验系统

系外行星大气光谱可以探测系外行星的大气成分,是研究行星宜居性的关键证据,也是回答是否存在第二个“地球”等科学问题的关键所在.因为系外行星的光谱探测对探测设备要求极高,需要大型望远镜和高精度的光谱设备,国内高校现有条件和环境无法满足学生在学习时的观测实践需求.考虑到天文观测实验教学是天文教学中必不可少的环节,为了提升教学效果,增强学生对天文观测和系外行星大气光谱探测的理解和认知,利用虚拟仿真技术,建设系外行星大气光谱探测虚拟仿真实验,将原理学习与观测实践紧密结合,实现“理论指导观测,观测反馈理论”的模式.该实验设计了三个环节：行星大气光谱特征、行星大气透射光谱观测和光谱数据分析.从理论学习到观测实践再到数据分析,涵盖了包括行星反射和透射光谱、行星大气吸收原理、观测窗口估计、信噪比估计等众多光谱及其数据处理的核心知识.     

巴耳末公式发现途经的推测

1884年,瑞士的物理学家巴耳末在仅知道四条氢的可见光谱线H_α,H_β、H_γ、H_δ的波长的情况下,得到了氢原子光谱的经验公式 λ=B(n~2/n~2-4) 这个公式称为巴耳末公式,是属于最准确成立的物理定律之一。 巴耳末如何从少得可怜的四个波长数据,就能归纳出这么一个非常简洁而优美的,又是高度准确的数学公式?至今未见确证的资料。本文拟从数量关系着手,分析推测其发现途径。 四条谱线的排列是很有规律的:谱线的间隔(波长差)随着波长的减少而递减。如果存在一个解析式的话,一般将是简单的整数比的关系。 由四个波长数据可得     

氢原子的量子理论

阐述了表征氢原子内在属性的各种物理量的微观本质,证明氢原子系统的量子能量、系统内部电子的量子轨道动量及原子核和电子的量子相对距离均与原子系统所处的量子状态有关.当原子系统处于不同的量子状态时,上述量子物理量的取值完全不同.首次建立适合氢原子特性的量子算符代数理论.根据氢原子的量子哈密顿量表示,结合创新的量子算符代数理论,得到氢原子的能量、氢原子的基态能量、电子轨道角动量、氢原子的光谱常数等各种物理量的理论值.结果表明,氢原子的能量、氢原子的基态能量、氢原子的光谱常数均与氢原子中的原子核及电子的量子尺寸有关.氢原子的光谱常数与实验测定值完全符合.     

面向多光谱生态遥感观测目标的波段配组方法

机载多光谱遥感是一种实现自然生态资源高精度定量监测的有效途径。随着观测目标数量和种类的不断上升,传统多光谱传感器固定的泛用波段不能完全满足观测需求,需要针对特定的生态目标选择特定的波段配组方案,发展可定制波段的多光谱传感器。提出一种面向多光谱生态遥感观测目标的波段配组方法,主要包括波段提取和带宽分析两部分。针对目前波段提取方法单一且未考虑生态参量的问题,提出一种混合的波段选择方法,综合考虑高信息量波段和与生态参量之间的关系。考虑波段带宽对定量反演的影响,提出一种综合考虑最大最小带宽的分析方法。以水质遥感为例,分析了针对化学需氧量和氨氮定量遥感的波段配组方案,并验证了本方法的可行性。本研究可为特定目标生态参量的遥感精确观测提供理论依据。     

氢原子光谱理论发展概况

本文介绍了氢原子光谱理论的发展过程，即：氢原子光谱的发展是从氢原子光谱的理论出发，后经相对论修正过渡到非相对论下的氢原子光谱理论，进而发展到相对论下的氢原子光谱理论。