Здавалка
Главная | Обратная связь

Определение постоянной Ридберга из спектра излучения атомов водорода.



Лабораторная работа №1.

Цель работы: Определить длины волн спектра атома водорода, принадлежащие серии Бальмера, и рассчитать постоянную Ридберга. Оценить численное значение постоянной Планка и энергию ионизации атома водорода.

 

Приборы и оборудование: Монохроматор УМ – 2. Ртутная лампа. Водородная трубка. Высоковольтный источник питания «Спектр». Линейчатый спектр атомов ртути. Источник питания ВС-24.

Задание 1: Теоретическая подготовка

1.1. Планетарная модель атома Резерфорда

1.2. Теория водородоподобных атомов по Бору.

1.3. Изотопический сдвиг спектральных линий.

1.4. Спектральные серии

1.5. Комбинационный принцип Ритца.

1.6. Исходя из поставленной цели, выписать рабочие формулы с расшифровкой, входящих в них физических величин. Подготовить формулы для расчета погрешностей.

Задание 2: Проградуировать Монохроматор УМ – 2

2.1. Познакомиться с устройством и принципом работы монохроматора УМ – 2

2.2. Включить ртутную лампу и получить четко видимый спектр атомов ртути в монохроматоре.

2.3. Снять зависимость видимых спектральных линий в монохроматоре от угла поворота барабана (данные занести в таблицу №1)

2.4. Оцените систематическую погрешность при определении угла поворота:

2.4.1. Выберите «среднюю» спектральную линию в спектре атомов ртути

2.4.2. Определите для нее показания угла по барабану, не менее пяти раз (каждое измерение угла начинать проводить с «расстройки» барабана – повернув его на некоторый угол)

2.5. Постройте график зависимости l=f(j).

Задание 3: Определить видимые длины волн в спектре атомов водорода

3.1. Поставьте высоковольтный генератор «спектр» с водородной трубкой на оптическую скамью монохроматора УМ – 2

3.2. Подсоедините «спектр» к источнику питания ВС – 24, соблюдая полярность.

3.3. Включите источник питания и выставить номинальное значение напряжения (напряжение указано на источнике питания водородной трубки «спектр»)

3.4. Предварительно выставьте, по барабану, те значения градусов, чтобы был виден в монохроматоре «красный участок» спектра.

3.5. Найдите красную линию в спектре атома водорода, совместите ее с визиром в монохроматоре, и получите четкое изображение этой линии

3.6. Вращая барабан монохроматора, определите значения углов для видимых линий спектра атомов водорода и занесите их в таблицу № 3

3.7. Используя энергетическую диаграмму (см.рис.1) определите значения m и занесите в таблицу № 3

3.8. Используя график, и данные j из таблицы № 3 определите длины волн излучения атома водорода.

3.9. Рассчитайте постоянные Ридберга для каждой длины волны.

3.10. Рассчитайте постоянную Планка.

 

Литература.[2;4;5;6;7]

 

Контрольные вопросы.

1. Почему планетарная модель атома не приемлема с точки зрения классической физики?

2. Сформулируйте постулаты Бора?

3. Объясните смысл отрицательного значения полной энергии электрона в атоме.

4. Что понимается под изотопическим сдвигом спектральных линий?

5. Что понимается под спектральной серией? Какие спектральные серии, принадлежащие атому, водорода Вы знаете?

6. Покажите на энергетической диаграмме какие какие переходы определяют головные и граничные линии в спектральных сериях Лаймана, Бальмера и Пашена.

7. Покажите на энергетической диаграмме какие переходы, с учетом правил отбора, соответствуют серии Бальмера.

8. Сформулируйте комбинационный принцип Ритца

9. Основываясь на постулатах Бора выведите обобщенную формулу Бальмера.

 

Таб. №1

N Цвет линии l, мкм j,град
. . . n      

 

Таб. №2

Цвет линии l,мкм j1, град j2, град j3, град j4, град j5, град jср, град Dj, град
                 

 

 

Таб. №3

N Цвет l,мкм n m j, град. R, м-1 Rcр, м-1 DR, м-1
               
           
           
           

 







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.