贵州民族大学 理学院 大学物理仿真实验
（1）统一空间结构但原子成分不同的分子，其喇曼光谱的基本面貌是相同的，人们在实际工作中就利用了这一推断。把一个结构未知的分子喇曼光谱和结构已知的喇曼光谱进行比较，以确定该分子的空间结构以及对称性。当然，不同分子的结构可能相同，但其原子，原子间距和原子间相互作用还是有很大差别的，因而不同分子的喇曼光谱在细节上还是不同。
（2）每一种分子都有其特别的喇曼光谱，因此利用喇曼光谱可以鉴别和分析样品的化学成分。
（3）外界条件的变化对分子结构和运动产生不同程度的影响，因此喇曼光谱的也常被用来研究物质的浓度，温度和压力等效应。
16、钠原子光谱拍摄的简述：碱金属是元素周期表中的第一列元素（H
除外），包括Li、Na、K、Rb、Cs、Fr，是一价元素，具有相似的化学、物理性质。碱金属原子的光谱和氢原子光谱相似，也可以归纳成一些谱线系列，而且各种不同的碱金属原子具有非常相似的谱线系列。碱金属原子的光谱线主要由4个线系组成：主线系、第一谱线系（漫线系）、第二辅线系（锐线系）和柏格曼线系（基线系）。
碱金属原子与氢原子在能级方面存在差异，而且谱线系种类也不完全相同。原子实的极化和轨道贯穿理论很好的解释了这种差别。进一步对碱金属原子光谱精细结构的研究证实了电子自旋的存在和原子中电子的自旋与轨道运动的相互作用，即自旋－轨道相互作用，这种作用较弱，由它引起了光谱的精细结构。
钠原子光谱及其相应的能级结构具有碱金属原子光谱和能级结构的典型特征。
本实验以钠原子光谱为研究对象，通过摄谱、识谱和波长测量，求出量子缺和钠原子若干激发态能级。
17、液晶光阀特性研究的简述：液晶光阀（Liquid Crystal Light
Valve）简称(LCLV)，它是二十世纪七十年代发展起来的，被广泛地应用在光信息处理、空间光调制、大屏幕投影显示、光计算、自动目标识别、非相干图象与相干图象的转化等方面.
1888年，奥地利科学家赖因策（F.Reinitzer）在布拉格植物生理研究所做实验时，发现他加热的化合物熔化后先变成了白浊液体，并且闪现某些颜色，继
- 25 -
贵州民族大学 理学院 大学物理仿真实验
续加热后变成透明液体。于是他又对化合物进行降温后，重复实验，依然看到上述现象。赖因策没有像其他人那样将这种特有的现象简单看作是材料不纯造成的，而是更精心地制备材料，对颜色的起因进行探究。1888年3月14日，赖因策将样品寄给德国的年轻结晶学家雷曼（O.Lehmann），并附上一封长信。雷曼经过系统研究，发现有许多有机化合物都具有同样的性质，这些化合物在混浊状态，其力学性质与液体相似，具有流动性，而其光学性质与晶体相似，具有各向异性，故取名为液晶（liquid crystal）。它是进行信息与激光技术领域科研工作的关键光电子器之一.
本实验就是在这个大的背景情况下,从基本原理的角度出发, 测量其相关曲线,理解并解释相关现象.
18、电子荷质比的测量的简述：带电粒子的电荷量与质量的比值，称
为荷质比。荷质比是带电粒子的基本参量之一，是研究物质结构的基础。目前测得的电子荷质比的数值为
。
带电粒子在磁场中受电场力的作用，在磁场中受磁场力的作用，带电粒子的运动状态将发生变化。这种现象的发现，为科学实验及工程技术带来了极大的应用价值。受电场力或磁场力的作用，带电粒子可以聚焦，形成细束流，这是示波管和显像管的工作基础。利用带电粒子在磁场和电场中的受力聚焦而形成的电透镜或磁透镜，是构成电子显微镜的基层本组件。带电粒子受力加速或改变运动方向，这又是直线加速器或回旋加速器的工作原理。此类电磁元件和仪器设备极大地丰富了科学研究和工程技术的方法和手段，推动了科学技术的发展。
19、低真空的获得与测量的简述：在真空实用技术中，真空的获得和
测量是两个最重要的方面，在一个真空系统中，真空获得的设备和测量仪器是必不可少的。目前常用的真空获得设备主要有旋片式机械真空泵、油扩散泵、涡轮分子泵、低温泵等。真空测量仪器主要有U型真空计、热传导真空计、电离真空计等。随着电子技术和计算机技术的发展，各种真空获得设备向高抽速、高极限真空、无污染方向发展。各种真空测量设备与微型计算机相结合，具有数字显示、数据打印、自动监控和自动切换量程等功能。
- 26 -
贵州民族大学 理学院 大学物理仿真实验
低真空的应用主要涉及真空疏松、真空过滤、真空成型、真空装卸、真空干燥及震动浓缩等，在纺织、粮食加工、矿山、铸造、医药等部门有着广泛的应用。
本实验的目的是，学会用机械泵获得低真空以及观测不同真空度时辉光放电现象；用U型计和热偶计测量真空以及用定容法测量机械泵的有效抽速。
20、塞曼效应与电子荷质比的测量的简述：塞曼效应是物理学史上
一个著名的实验。荷兰物理学家塞曼(Zeeman)在1896年发现把产生光谱的光源臵于足够强的磁场中，磁场作用于发光体，使光谱发生变化，一条谱线即会分裂成几条偏振化的谱线，这种现象称为塞曼效应。
塞曼效应是法拉第磁致旋光效应之后发现的又一个磁光效应。这个现象的发现是对光的电磁理论的有力支持，证实了原子具有磁距和空间取向量子化，使人们对物质光谱、原子、分子有更多了解。
塞曼效应另一引人注目的发现是由谱线的变化来确定离子的荷质比的大小、符号。根据洛仑兹(H.A.Lorentz)的电子论，测得光谱的波长，谱线的增宽及外加磁场强度，即可称得离子的荷质比。由塞曼效应和洛仑兹的电子论计算得到的这个结果极为重要，因为它发表在J、J汤姆逊(J、J Thomson)宣布电子发现之前几个月，J、J汤姆逊正是借助于塞曼效应由洛仑兹理论算得的荷质比，与他自己所测得的阴极射线的荷质比进行比较具有相同的数量级，从而得到确实的证据，证明电子的存在。
塞曼效应被誉为继X射线之后物理学最重要的发现之一。
1902年，塞曼与洛仑兹因这一发现共同获得了诺贝尔物理学奖（以表彰他们研究磁场对光的效应所作的特殊贡献）。至今，塞曼效应依然是研究原子内部能级结构的重要方法。
本实验通过观察并拍摄Hg(546.1nm)谱线在磁场中的分裂情况，研究塞曼分裂谱的特征，学习应用塞曼效应测量电子的荷质比和研究原子能级结构的方法。
第四部分电学实验共12个
分别为：介电常数的测量；示波器实验；设计万用表实验；双臂电桥测低电阻；检流计特性研究；霍尔效应；交流谐振电路特性研究；半导体温度计的设计；
- 27 -
贵州民族大学 理学院 大学物理仿真实验
交流滤波与整流电路；R-C电路实验；电子自旋共振实验；交流电桥的应用—介电常数的测量。
1、介电常数的测量的简述：电介质最基本的物理性质是它的介电性，
对介电性的研究不但在电介质材料的应用上具有重意义，而且也是了解电介质的分子结构和激化机理的重要分析手段之一。所以说介电常数是物理学、材料科学和工程技术等各个领域中反映各种材料特性的重要参数。电介质极化能力越强，其介电常数就越大。探索高介电常数的电介材料，对电子工业元件的小型化有着重要的意义。测量介电常数的方法有很多。常用的有比较法、潜代法、电桥法、谐振法、Q表法、直流测量法和微波量法等。本实验利用DP-5型介电谱仪测量物质在交变电场中介电常数。DP-5型介电谱仪内臵带有锁相环（PLL）的宽范围正弦频率合成信号源和由乘法器、同步积分器、移相器等组成的放大测量电路，具有弱信号检测和网络分析的功能。对填充介质的平板电容的激励信号的正交分量（实部和虚部）进行比较、分离、测量，从而测量出
和损耗角正切tg。
2、示波器实验的简述： 示波器是利用示波管内电子束在电场或磁场
中的偏转,显示随时间变化的电信号的一种观测仪器。 它不仅可以定性观察电路(或元件)的动态过程，而且还可以定量测量各种电学量，如电压、周期、波形的宽度及上升、下降时间等。还可以用作其他显示设备， 如晶体管特性曲线、雷达信号等。配上各种传感器，还可以用于各种非电量测量，如压力、声光信号、生物体的物理量(心电、脑电、血压)等。 自1931年美国研制出第一台示波器至今已有70年，它在各个研究领域都取得了广泛的应用，示波器本身也发展成为多种类型，如慢扫描示波器、 各种频率范围的示波器、取样示波器、记忆示波器等，已成为科学研究、实验教学、医药卫生、电工电子和仪器仪表等各个研究领域和行业最常用的仪器。
3、设计万用表实验的简述：万用表是实验室和工程测量中最常备的“工
具”，它包含了分流，分压，整流等多种基本电路和电表改装的各种方法。 万用表实际上是一种多用途电表，由一个高灵敏度的电流表（通常量程为50
或100
），配以不同的电路组成，可以测量交流和直流的电流及电压，
电阻（有些还可测电感和电容）等。实验室常用的模拟式万用表有多种型号，图
- 28 -
