钠光谱实验仪制造技术

一种钠光谱实验仪，其特征是玻璃管两头粗，中间细，管内充有惰性气体，既能用来演示钠的发射光谱，也能用来演示它的吸收光谱，且发射光谱的明线和吸收光谱的暗线出现在连续光谱的同一位置，便于学生实验、观察和理解。谱线清晰、连续稳定、成本低廉、操作容易、使用方便，可广泛应用于中学和大学的物理教学。（*该技术在1999年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于一种新型的物理教学实验仪器。原子结构是高中物理教学的一个重要内容。为了讲解清楚原子发射光谱和吸收光谱的原理，常以钠原子的发射光谱和吸收光谱为例，给学生做演示实验。但市售的物理教学演示实验仪器中，或只能单独观察到钠的发射光谱(如上海电光器件厂和泰州电气设备厂制造的GP29型钠光灯)，或只能单独观察到钠的吸收光谱(如南京师范大学物理系研制、武进马杭科教仪器厂制造的Ⅱ型钠吸收光谱仪)，所以学生不能同时观察钠的发射光谱和吸收光谱，而且用钠光灯观察钠的明线光谱时必须要用到数千伏以上的高压电源(感应圈或变压器)，用钠的吸收光谱实验仪观察钠的 线光谱时必须要用附加的学生用低压电源，因而价格都比较贵。本技术的目的是制造一种新式的钠光谱实验仪，将钠光灯和钠的吸收光谱实验仪的功能集为一体，能很方便地同时演示钠的发射光谱和吸收光谱，并简化仪器的附件，降低仪器的成本，使该仪器便于在高中物理实验教学以及大学普通物理实验教学中广泛推广。本光谱实验仪是对钠的发射和吸收光谱进行实验或演示，而钠会腐蚀玻璃，所以实验仪用的光谱管必须用抗钠玻璃吹制。玻璃管内抽真空，真空度不大于15帕斯卡，并在玻璃管内充惰性气体，以利启动钠蒸气弧光放电。玻璃管外径约为15～20毫米，拉成两头粗、中间细的长玻璃管，细段约为总管长的1／4～3／5，细管部分的外径为8～14毫米，拉好后的总管长为60～100毫米。管内充有金属钠。管两端用金属丝 灯丝后引出两极，同时密闭封接，不使玻璃管漏气。这样便制成光谱管。然后将光谱管封入在一只粗玻璃筒1内，筒内光谱管两侧固定两段红外辐射片(见附图2)，其中2是光谱管，3是红外辐射片，粗玻璃筒下部接出4、5(接红外辐射片)和6、7(接光 管)两组四个接头，每组电源均使用交流220伏。若将4、5接通电源时，辐射片即对光谱管加热，通过分光镜和白光灯源，即可演示钠元素的吸收光谱；若不接通4、5一组电源，改接6、7一组电源，则可通过分光镜观察该元素的发射光谱。本实验仪成功的关键是对光谱管预热到适当的温度，就能同时演示钠的吸收光谱和发射光谱。为此我们设计了可控硅装置来控制温度，根据季节和地区的气温变化，调节可控硅的导通角，即可方便地掌握红外辐射片射出的热功率，使钠光谱管的温升恰当，达到观察钠光谱的最佳温度。对光谱管进行预热后，可省去一般钠光灯所需的万伏以上的高压电源(如感应圈或变压器)，我们用普通荧光灯镇流器代替高压装置，在220伏交流电源电压下就能使钠光谱管启动发光，并能一直保持正常亮度，足以观察到清晰明亮的发射光谱。为使实验者操作方便，我们设计增加一个观察钠的吸收光谱的白炽灯，将光谱管1和白炽灯9安装在电源铁盒8的上部(见附附图说明图1)，白炽灯由遮光通风铁罩10罩住，使射出的白光正对于钠光谱管的中间。它们的高度也正适合于通用分光镜头的高度。将其余的附件都固定在盒内。这样组装成的光谱实验仪成为一个整体。实验者只要用插头接通交流220伏电源，即可进行钠光谱实验。不但可以方便地交替观察钠的吸收光谱和发射光谱，而且发射光谱的明线和吸收光谱的暗线都出现在白炽灯连续光谱的同一位置上，十分直观明了。本光谱实验仪具有如下优点1、实验仪选用红外辐射片加热，既能演示钠的发射光谱，又能观察钠的吸收光谱，一管两用。2、用本光谱实验仪看钠的发射光谱时，可省去一般钠光灯都采用的万伏以上的高压电源(如感应圈或变压器)，只用交流220伏电源即可。在演示实验钠的吸收光谱量，可省去电热丝加热筒和一台24伏低压电源(见中国专利局技术专利第442号)。因而，采用本光谱实验仪可以明显地筒化仪器附件和工序，仪器成本将成倍降低，便于推广使用。本实验仪的典型实施例是如下进行的打开开关，则光谱实验仪的红外辐射片4、5一组接头即接通交流220伏电源，对光谱管加热，约4～5分钟后，将拨动开关拨至“吸收”档，则白炽灯亮，将分光镜放至光谱管一侧，对准光谱管中部和白炽灯，则可在白炽灯的连续光谱上见到清晰的钠的吸收黑线，即钠的吸收光谱。若将拨动开关拨至“发射”档，则断开了4、5一组电源，而将6、7一组接头接通交流220伏电源，光谱管将立即起弧发出黄色钠光，可直接通过分光镜观察到刚才有暗线的位置变成了明亮的黄线，即钠的发射光谱。权利要求1.一种用装金属钠抽真空的玻璃管制成的钠光谱实验仪，其特征是玻璃管两头粗，中间细，总管长为60～100毫米，粗段外径为15～20毫米，中间细段外径为8～14毫米，细段约为总管长的1/4～3/5，管内充有惰性气体，管两端由灯丝各接出一金属丝极，玻璃与金属丝密封，不漏气。2.按照权利要求1所述的玻璃管制成的钠光谱实验仪，其特征是采用红外辐射片加热装置。3.按照权利要求1和2所述的钠光谱实验仪，其特征是观察钠的发射光谱时用荧光灯镇流器启动发光。4.按照权利要求1和2所述的钠光谱实验仪，其特征是用可控硅装置调节控制钠光谱管的温度。5.按照权利要求1和2所述的钠光谱实验仪，其特征是电源铁盒上附有白炽灯。专利摘要一种钠光谱实验仪，其特征是玻璃管两头粗，中间细，管内充有惰性气体，既能用来演示钠的发射光谱，也能用来演示它的吸收光谱，且发射光谱的明线和吸收光谱的暗线出现在连续光谱的同一位置，便于学生实验、观察和理解。谱线清晰、连续稳定、成本低廉、操作容易、使用方便，可广泛应用于中学和大学的物理教学。文档编号G09B23/00GK2059263SQ8920537公开日1990年7月11日 申请日期1989年9月18日 优先权日1989年9月18日专利技术者朱凤德, 周延怀, 金昌祚, 柯惟中, 钱飞云 申请人:南京师范大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用装金属钠抽真空的玻璃管制成的钠光谱实验仪，其特征是玻璃管两头粗，中间细，总管长为６０～１００毫米，粗段外径为１５～２０毫米，中间细段外径为８～１４毫米，细段约为总管长的１／４～３／５，管内充有惰性气体，管两端由灯丝各接出一金属丝极，玻璃与金属线密封，不漏气。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱凤德，周延怀，金昌祚，柯惟中，钱飞云，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]