一、原子结构模块
① 玻尔模型:通过输入不同的能量值,观察粒子跃迁的多种情况。只有输入正确的能量(
)才能观察到粒子的跃迁,如果输入的能量偏小或偏大则观察不到粒子的跃迁。
② 量子力学模型:在“电子概率分布随角度的变化”部分,设置不同的l、m值,观察相应的电子云模型,如果输入错误则系统自动提示。
二、原子第一激发电位的测量模块
① 不同能量的电子在与氩原子发生碰撞时,速度发生变化,进而影响板极电流。
A. 当能量值在(0,5)eV之间时,可以看到电子在运动至拒斥电压区域时,因为能量太小,不能克服拒斥电压的作用,会往回运动,因而不能形成电流。
B. 当电子能量在[5,11.5)eV之间时,可以看到电子会与原子发生完全弹性碰撞,电子能量几乎没有损失,继续向前运动,通过拒斥电压区域,从而形成电流,从数据上可以看到,电流在不断增加。
C. 当电子能量在[11.5,18] eV之间时,电子与原子发生完全非弹性碰撞,电子将转移11.5 eV的能量给氩原子,氩原子激发跃迁到高能级,然后释放能量,回到低能级。同时电子能量降低,运动速度减小,不能克服拒斥电压的作用被折回第二栅极,不能形成电流。从实验数据上看,此时电流减小。
D. 当电子能量超过18 eV时,电子与原子发生完全非弹性碰撞,电子将转移11.5 eV的能量给氩原子,氩原子受激发跃迁到高能级,然后释放能量,回到低能级。同时电子能量降低,但是剩余能量可以克服拒斥电压的作用,电子继续向前运动,形成电流。从实验数据上看到,此时电流又开始缓慢增加。
② 在线路连接过程中,如果连续三次连接出错,系统会自动给出正确的连接方式,但同时会扣除相应的步骤分数。
③ 连接好线路后,需设置好实验参数,例如电流量程、灯丝电压、第一栅压、拒斥电压以及第二栅压。如果输入参数连续三次出错,系统会提示参数范围,并自动扣除相应的步骤分数。
④ 利用逐差法计算氩原子的第一激发电位过程中,学生有三次填入实验数据与处理数据的机会,如果连续三次出错,系统会自动给出正确的计算结果,并自动扣除相应的分数。
三、核磁共振模块
① “量子解释”部分:自旋量子数可分别设定为1/2和1时,要求画出角动量在空间中特定方向的示意图。当自旋量子数为1/2时,自旋角动量在空间中只有两个取向;当自旋量子数为1时,核自旋角动量在空间中有三个不同的取向。学生具有三次练习机会,如果连续三次出错,系统会自动给出正确的结果。
② 在线路连接过程中,如果连续三次连接错误,系统会给出正确的连接方式,但是会扣除相应的步骤分数。
③ 进入模拟实验室,开始实验,按照讲义要求,设置各项参数。出错超过3次,系统会给出正确的结果,但是会扣除相应的实验分数。设置好参数之后,然后开始调节频率,同时观察示波器上的图形变化。观察频率的变化,当初步出现相应的实验结果时,频率调节改为细调,直到示波器上出现正确的实验结果,此时频率计上出现的数字即为对应的核磁共振频率。