大学物理 ›› 2024, Vol. 43 ›› Issue (7): 41-.doi: 10.16854/j.cnki.1000-0712.230275

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一种直观测量物质量子化能量的实验系统

王颖,王智,赵宇琼,罗晓宇,田朝杨,宋佳忆,卢颢   

  1. 北京交通大学 物理科学与工程学院,北京100044
  • 收稿日期:2023-07-24 修回日期:2023-07-24 出版日期:2024-08-15 发布日期:2024-09-19
  • 作者简介:王颖(1988-),女,河南周口人,北京交通大学物理学系副教授,博士,主要从事大学物理教学和新型光电传感器研究工作,E-mail: yingw@bjtu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(U21A6004)资助

  • Received:2023-07-24 Revised:2023-07-24 Online:2024-08-15 Published:2024-09-19

摘要: 本文基于光栅衍射与机器视觉,设计了一套直观测量物质量子化能量的实验系统,其包括激励待测物发光的“盲盒光源”、光栅衍射组件和读谱系统,系统能以不同方式测定不同物质的能级,并实现了数据的实时处理. 盲盒光源利用光致发光或电致发光的基本原理,激发待测物质中的电子从价带跃迁到导带,并发出特定波长的光这一“指纹信号”,利用光栅衍射方法获得其衍射谱,使用数码相机实时采集衍射谱,通过图像处理算法自动获取衍射斑的中心位置,减少了读谱误差,直观、简便地演示了物质能级的量子化.

关键词: 量子化能量, 发光, 光栅衍射, 图像处理