Назва роботи: ВИВЧЕННЯ спектрів випускання атомарний водень у видимій області (Серія Бальмера)
Предметна область: Фізика
Опис: Лабораторна робота № 16 ВИВЧЕННЯ спектрів випускання атомарний водень у видимій області Серія Бальмера Мета роботи: визначити частоти спектральних ліній у видимій частині спектру випускання водню і обчислити значення постійної Рідберга. устаткування:
Розмір файлу: 69.5 KB
Роботу скачали: 18 чол.
Лабораторна робота № 16
ВИВЧЕННЯ спектрів випускання атомарний водень у видимій області (Серія Бальмера)
Мета роботи. визначити частоти спектральних ліній у видимій частині спектру випускання водню і обчислити значення постійної Рідберга.
Устаткування. воднева лампа, неонова лампа, лінза, монохроматор УМ-2 або МУМ.
Короткі теоретичні відомості
Випускання світла атомами відбувається порціями # 150; квантами при переході електрона в атомі з одного стаціонарного стану в інший, енергетично більш низьке. Енергія кванта дорівнює h . де h # 150; постійна Планка,
# 150; частота випускається випромінювання.
Згідно з квантовою механікою, частота залежить від енергії стаціонарних станів електрона в атомі наступним чином:
де E n і E k # 150; енергії вихідного і кінцевого стаціонарних станів атома відповідно; k # 150; номер енергетичного рівня атома, на який відбувається перехід електрона після випромінювання, n # 150; номер рівня, з якого переходить електрон при випромінюванні атомом електромагнітної енергії. R # 150; постійна Рідберга; c = 3 ∙ 10 8 м / с # 150; швидкість світла у вакуумі.
Лінії спектра водню групуються в серії (див. Рис.1).
Серія ліній Лаймана виникає при переході електронів з енергетично більш високих стаціонарних станів в перше. Для цих ліній
k = 1, n = 2, 3, .... а частоти знаходяться в ультрафіолетовій невидимою області спектра.
Лінії у видимій частині спектру # 150; серія Бальмера # 150; характеризуються переходами електронів з станів з номерами n = 3, 4, 5, ... в стану
з номером k = 2. Переходу електрона зі стану n = 3 в стан з k = 2 відповідає червона лінія в спектрі, переходу зі стану n = 4 в стан з k = 2 # 150; зелено-блакитна лінія і переходу зі стану n = 5 в стан з k = 2 # 150; фіолетова лінія в спектрі водню.
Переходи електронів на рівень з номером k = 3 з більш високих енергетичних рівнів утворюють серію ліній Пашена, частоти яких знаходяться в невидимій інфрачервоній області спектра і т. Д. Кожній спектральної лінії відповідає певна частота і довжина хвилі . пов'язані співвідношенням
У даній роботі необхідно експериментально визначити частоти трьох спостережуваних ліній серії Бальмера. Користуючись отриманими результатами, обчислити з формули (1) постійну Рідберга.
Частоти спектра водню вимірюються за допомогою монохроматора УМ -2, оптична схема якого представлена на рис. 2. Світло від водневої лампи 1 фокусується лінзою 2 на вхідну щілину 3 монохроматора. Щілина знаходиться у фокусі лінзи 4 і входить в рухому частину монохроматора, в так званий коліматор. Обертаючи маховичок 5, можна переміщати коллиматор уздовж оптичної осі. Пройшовши лінзу 4, світло паралельним пучком падає на призму 6 і розкладається в спектр. Лінза 7 фокусує спектр в області спостереження. Спостерігають спектр через окуляр 8. Окуляр має накатне кільце, обертанням якого можна домогтися найбільш різкою картини спостереження спектра. У нижній частині щілини 3 знаходиться мікрометричний гвинт, що дозволяє змінювати ширину щілини.
Картину спектра спостерігають, вводячи на середину поля зору потрібну його область. Для цього обертають барабан 9, розташований праворуч від зорової труби монохроматора. Барабан забезпечений шкалою, що дозволяє визначити повороти в градусах. Ціна поділки шкали становить 2 . Відлік положення спектральної лінії проводиться в момент суміщення лінії зі стрілкою # 150; покажчиком в центрі поля зору. Стрілка-покажчик і картина спектра повинні спостерігатися однаково різко. Для цього встановлюють окуляр на різке спостереження стрілки-покажчика, а потім, обертаючи маховичок 5, домагаються різкою картини спостереження спектра. Вхідна щілина має заслінку 10, переривають світловий потік. У робочому положенні заслінка повинна бути відкрита.
Шкала барабана градуюється в частотах. Для цього використовується добре вивчений спектр випромінювання неону, описаний в табл. 1.
Опис спектра випускання неону
Примітка. Для полегшення спостереження червоної лінії 1. червоно # 150; помаранчевої лінії 2 і жовтої лінії 3 вся червоно-жовта частина спектра неону представлена на окремому малюнку на лабораторному стенді.
Порядок виконання роботи
1. Встановити на оптичному рейці неонову лампу і направити її випромінювання на вхідну щілину монохроматора. Встановити мінімальну ширину щілини. Спостерігаючи через окуляр спектр неону, поєднати зі стрілкою-покажчиком кожну з ліній, описаних в табл. 1. Значення кута повороту за шкалою барабана і довжину хвилі з табл. 1 для кожної лінії занести
в табл. 2. Переходячи від яскравих червоних, помаранчевих і жовтих ліній до слабких лініях в зеленого і синього областях спектра, слід поступово збільшувати ширину щілини.
Номер лінії спектра неону
2. Користуючись даними табл. 2, побудувати градуювання графік залежності кута повороту від частоти. При побудові графіка дотримуватися наступних масштабів. На осі «частота» 1 см повинен відповідати 10 ∙ 10 12 Гц, на осі «кут повороту» 1 см повинен відповідати 100 повороту барабана.
4. Занести в табл. 3 смужка барабана, що відповідають кожній із спостережуваних ліній спектра водню.
5. Користуючись побудованим градуювальними графіком, визначити частоти ліній спектра водню.
6. За рис. 1 встановити номери рівнів n і k вихідного і кінцевого станів електрона для кожної лінії спектра водню. Результати занести в табл. 3.
7. За формулою (1) обчислити постійну Рідберга для кожної лінії серії Бальмера. Знайти середнє значення постійної Рідберга і порівняти його з табличним значенням R = 1,097 ∙ 10 7 м -1.
Спектральна лінія водню
Кут повороту барабана (град)
Номер верхнього рівня n
Номер нижнього рівня
Ридберга
R (м -1)
1. Чому для градуювання береться спектр неону? Чи можна використовувати спектр випромінювання іншого елемента?
2. Перерахувати серії спектра водню. Якому переходу відповідає головний лінія в кожній серії?
3. Чим визначається межа серії? Чому до кордону серії інтенсивність зменшується?
4. Яким переходам відповідають лінії видимої частини спектра водню? Яка це спектральна серія?
до лабораторної роботи № 16
А також інші роботи, які можуть Вас зацікавити
Маруся Чурай Костенко Ліна РОЗДІЛ І Якби нашли Неопалима книга Во время пожежі у Полтаві тисячі шістсот п'ятьдесят-вісім року згорілі всі документи міськіх СУДОВИХ справ. А можливо среди них могла б знайте справа Марусі Чурай. Справа ця розглядалася на одному з судів з приводу убийства козака.