基本信息
- 项目名称：
- 氢原子光谱实验最优参数的确定
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 传统的近代物理“氢原子光谱实验”往往很难达到理想的效果。本文针对该情况，运用多参数优化方法对实验条件参量对氢原子光谱谱线的影响进行了系统的分析，并且得到了理想的光谱谱线。
- 详细介绍：
- 为了获得了清晰的氢氘原子光谱谱线，首先确定了对光谱谱线有影响的负高压及狭缝宽度两个实验参量。实验首先探究了当负高压一定时，入射和出射狭逢宽度变化对一条氢原子谱线的影响，得出狭缝越宽，谱线能量越强，噪声也越大，分辨率降低；反之谱线能量越弱，噪声越小，分辨率提高。但狭缝过窄时，谱线能量太弱也会导致分辨率下降甚至无法探测出光的强度。根据实验结果得到理想的狭缝宽度范围。在该范围内选取几条狭缝宽度，分别通过改变负高压来得到理想的最优参数组。分析得到最优负高压随狭缝宽度的减小而增大，并且对于不同的波长最优参数组参数不同，因此又用同样的方法对其它的谱线进行了探究。找到不同谱线的公共最优参数区间，确定为目标最优参数组，后又对所得到的参数组进行试验，最终获得了清晰的氢原子光谱谱线，证实了实验的正确性。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：在近代物理实验“氢原子光谱实验”原有内容的基础上，增加多参数优化的内容，得到与实际更加接近的光谱谱线。 思路：选定氢原子的一条谱线，先探究在一定的负高压下，狭缝宽度对氢原子光谱谱线的影响，得到理想的狭缝宽度范围。从该范围内选定几条狭缝宽度，通过逐次改变负高压来确定这几条宽度所对应的最优负高压。再通过上述方法获得其它三条谱线的最优参数范围，找到四条谱线最优参数公共区间即为实验的最优参数。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性：通过了大量的实验验证了所得实验最优参数的合理性和正确性。 先进性：对原有的近代物理实验进行了深一步的探究，丰富了实验的内容，并且使实验的效果与实际更加相符。
应用价值和现实意义
- 拓展了大学课本中近代物理实验的内容，使实验达到了更好的效果，与理论更为相符。为以后做实验的同学提供了参数依据和方便，为类似的实验提供了方法参考，也为深入掌握光谱实验的测量技术奠定了坚实的基础。
学术论文摘要
- 为了获得了清晰的氢氘原子光谱谱线，首先确定了对光谱谱线有影响的负高压及狭缝宽度两个实验参量。先选定氢原子的一条谱线，在一定的负高压下，通过改变狭缝宽度来获取不同组光谱谱线，经分析得到理想的狭缝宽度范围。在该范围内选取几条狭缝宽度，分别通过改变负高压来得到理想的最优参数组。实验发现对于不同的波长最优参数组参数不同，因此又用同样的方法对其它的谱线进行了探究。找到不同谱线的公共最优参数区间，最终获得了清晰的氢原子光谱谱线。 参考文献： [1]邢文训,谢金星.现代优化计算方法[M]. 北京:清华大学出版社 [2]朱德通.最优化模型与实验[M]. 上海同济大学出版社 [3]施光燕，钱伟懿，庞丽萍. 最优化方法[M]. 北京:高等教育出版社 [4]姜辉. 氢原子光谱实验研究[J]. 大学物理实验 [5]朱鹤年, 钱启予，路峻岭. 氢原子光谱实验的改进[J] [6]申晓波, 郝世明，胡亚菲. 激光拉曼光谱试验最有实验参数的确定[J] [7]马跃进, 连洁. 氢原子光谱实验装置的研究[J] [8]张爱军, 耿廷珍, 吕正山. 对氢原子光谱实验的讨论[J]
获奖情况
- 此课题为大连民族学院校级精品实验项目，项目编号：Sy201043 本论文已于今年5月被中文核心期刊拟刊录用
鉴定结果
- 无
参考文献
- 参见近代物理实验氢、氘原子光谱实验原理及步骤。
同类课题研究水平概述
- 无
