Лабораторная работа №54 изучение спектра водорода и определение постоянной ридберга



Скачать 47.46 Kb.
Дата10.05.2016
Размер47.46 Kb.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 54

ИЗУЧЕНИЕ СПЕКТРА ВОДОРОДА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСТОЯННОЙ РИДБЕРГА


Выполнил студент гр. _____________ Ф.И.О _________________

Проверил ________________________ дата ___________________


Цель работы: изучить спектр атома водорода, измерить длины волн спектральных линий серии Бальмера с помощью монохроматора УМ-2, вычислить постоянную Ридберга.
Порядок выполнения работы.

1. Ознакомится с описанием установки и принципом работы монохроматора УМ-2.

2. Поместите перед входной щелью монохроматора ртутную лампу, повернув осветитель соответствующим образом.

3. Перед включением в сеть проверить положение переключателей на блоке питания. Переключатель «СЕТЬ» должен быть в положении «ВЫКЛ». Переключатель «ЛАМПЫ» в положении "НЕОНОВАЯ" или "РТУТНАЯ".

4. Включить установку в сеть ~220 В. Перевести переключатель «СЕТЬ» в положении «ВКЛ», переключатель «ЛАМПЫ» в положении "НЕОНОВАЯ" или "РТУТНАЯ" при этом должна загореться сигнальная лампы «СЕТЬ» и зажечься неоновая (ртутная) лампа.

5. Медленно поворачивая осветитель, добейтесь наиболее яркого изображения спектральных линий неона (ртути) в окуляре монохроматора.

6. Произведите градуировку монохроматора УМ-2. Градуировку начните с фиолетовой области спектра неона (ртути). Для этого вращая измерительный барабан длин волн, совместите с указателем окуляра первую фиолетовую линию спектра неона (ртути) и запишите в таблицу 1 значение угла поворота на измерительном барабане, расположенном против отсчетного индекса.

7. Проведите аналогичные измерения для всех остальных видимых в монохроматор линий спектра неона (ртути), записывая измеренные значения угла поворота в таблицу 1.

8. Установите перед входной щелью монохроматора водородную лампу, повернув осветитель соответствующим образом.

9. Как уже упоминалось ранее, в спектре водородной лампы наряду с линиями атомарного водорода наблюдаются полосы эмиссионного спектра молекулярного водорода. Поэтому поиск линий нужно начинать с наиболее интенсивной красной линии Н. Она располагается практически на самой границе красного спектра (линии спектра лампы далее практически отсутствуют). Измерьте в делениях барабана длину волны этой линии. Результаты измерения запишите в таблицу 2.

10. Вторая линия Н - зелено-голубая. В промежутке между Н и Н располагаются множество красно-желтых и зеленых сравнительно слабых размытых молекулярных полос. Занесите показания измерительного барабана в делениях в таблицу 2.

11. Третья линия Н – фиолетово-синяя. Перед этой линией располагаются две слабые размазанные молекулярные полосы синего цвета. Результаты измерения так же занесите в таблицу 2.

12. Постройте градуировочный график монохроматора, т. е. зависимость отсчёта на барабане от длины волны излучения неона (ртути). Длины волн спектра неоновой (ртутной) лампы приведены в таблице на рабочем столе около установки. Учтите, что на графике должны отобразиться измеренные значения угла поворота барабана в п.6 не только для неона (или ртути), но и водорода в п.9-11.

13. По градуировочному графику переведите показания измерительного барабана для каждой из трех линий серии Бальмера в длину волны λ, нм и запишите их в таблицу 2.

14. С помощью формулы Бальмера вычислите для каждой линии постоянную Ридберга R. Не забудьте все вычисления производить в СИ. Вычислите и запишите среднее значение . Значения =3, 4 или 5 для линий ,  и  соответственно.

15. По формуле рассчитайте постоянную Планка. При вычислении принять: me=9∙10-31 кг, e=1,6∙10-19 Кл, ε0=8,85∙10-12 Ф/м, с=3∙108 м/c.



Длины волн линий в спектре неона (или ртути). Таблица 1


Окраска линии

Относительная яркость

Длина волны, нм

Угол поворота

барабана

















































































































Таблица 2


Номер орбиты, с которой осуществлен переход n2 →2

Обозначение линии

Угол поворота измерительного барабана

Длина волны, нм

Постоянная Ридберга, м-1

=3

Н










=4

Н










=5

Н












= … м-1 = … Дж∙с
Контрольные вопросы

  1. Что такое спектральная линия, серия? Какие существуют серии в спектре водорода?

  2. Как объясняет теория бора линейчатый спектр атомов? Как зависит радиус боровской орбиты от главного квантового числа n? Чему он равен при n →∞?

  3. Почему в спектре водородной лампы состоит из большого числа линий, а не только из линий атомарного водорода? Для чего используется в данной работе неоновая (ртутная) лампа?


Рассмотренные здесь вопросы можно найти в литературе: Савельев И.В. Курс общей физики. -2-е изд. - М.: Наука, 1982, т.З. Глава «Боровская теория атома»


База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница