Каков принцип объединения спектральных линий в серию? Приведите примеры серий, наблюдаемых в спектре излучения атомарного водорода.
СПЕКТРАЛЬНЫЕ СЕРИИ - группы спектральных линий в атомных спектрах, частоты которых подчиняются определенным закономерностям.
Из простых спектральных закономерностей вытекали два существенных вывода:
1) частота входит в формулу в первой степени;
2) линии любой серии по мере приближения к пределу,
при n[pic], располагаются все гуще, т.е. ряд частот должен быть
дискретным, имея предел на конкретном расстоянии.
Серия Лаймана. Открыта Т. Лайманом в 1906 году. Все линии серии находятся в ультрафиолетовом диапазоне. Серия соответствует формуле Ридберга при n' = 1 и n = 2, 3, 4,… Линия Lα = 1216 Å является резонансной линией водорода. Граница серии — 911,8 Å.
Серия Бальмера. Открыта И. Я. Бальмером в 1885 году. Первые четыре линии серии находятся в видимом диапазоне. Серия соответствует формуле Ридберга при n' = 2 и n = 3, 4, 5,… Линия Hα = 6565 Å. Граница серии — 3647 Å.
Серия Пашена. Предсказана Ритцем в 1908 году на основе комбинационного принципа. Открыта Ф. Пашеном в том же году. Все линии серии находятся в инфракрасном диапазоне. Серия соответствует формуле Ридберга при n' = 3 и n = 4, 5, 6,… Линия Pα = 18756 Å. Граница серии — 8206 Å.
Серия Брэккета. Открыта Ф. С. Брэккетом в 1922 году. Все линии серии находятся в ближнем инфракрасном диапазоне. Серия соответствует формуле Ридберга при n' = 4 и n = 5, 6, 7,… Линия Bα = 40522 Å. Граница серии — 14588 Å.
Что произойдет с атомом водорода, находящимся в основном состоянии, при поглощении фотона с энергией Е = 13,6 эВ, а также при Е > 13,6 эВ?
Если >0 движение свободно
Во сколько раз увеличится радиус орбиты электрона у атома водорода, находящегося в основном энергетическом состоянии, при поглощении атомом фотона с энергией 12.09 эВ?
Решение:
Согласно теории
Бора, полная энергия атома водорода
равна сумме кинетической энергии
электрона и потенциальной энергии
электростатического взаимодействия
между электроном и протоном ядра, причем
в любом энергетическом состоянии
В основном состоянии
При поглощении фотона атом водорода
переходит в состояние с большей энергией
С другой стороны,
где rn — радиус орбиты электрона.
Тогда
Радиус орбиты электрона увеличится в 9 раз. Следовательно, E=13,6 =0??? Чем больше E, тем меньше радиус орбиты.
Опишите устройство и принцип действия монохроматора ум-2. Как с помощью монохроматора измеряется длина волны, соответствующая некоторой спектральной линии в излучении источника света?
Диспергирующим элементом монохроматора УМ-2 является призма Аббе, составленная из двух 30 призм и одной 45, служащей для отклонения луча на 90. Поскольку 30 призмы отклоняют луч в противоположных направлениях, для луча любой длины волны, идущей в минимуме отклонения, общее отклонение луча равно 90. Согласованным поворотом всех трёх призм можно осуществить сканирование спектра. Оптическая схема монохроматора представлена на рис.6.
Свет от источника 1 проходит через конденсор 2 и освещает щель 3, которая расположена в фокальной плоскости объектива коллиматора 4. Из объектива параллельный коллимированный пучок лучей направляется на систему призм 5.
Если источник
испускает немонохроматический свет,
то вследствие того, что излучение
различных длин волн по разному преломляются
в призмах из-за дисперсии показателя
преломления, произойдет разложение
света на монохроматические составляющие,
и из системы призм выйдут параллельные
пучки лучей, соответствующие волнам
определенной длины. Эти параллельные
пучки соберутся в фокальной плоскости
7 объектива 6 зрительной трубы в виде
с
пектрального
изображения щели 3.
Если источником света служит лампа низкого давления, содержащая инертный газ в атомарном состоянии, то спектральное изображение щели 3 будет иметь вид цветных полос, соответствующих линейчатому спектру газа лампы. Спектр может наблюдаться глазом через окуляр 8.