1. Дифракция Фраунгофера от двух щелей. Дифракция на трех, … n-щелях. Дифракционная решетка, условия максимумов и минимумов. Дифракция в монохроматическом и белом свете.

Дифракционная решетка  спектральный прибор, представляющий собой совокупность большого числа регулярно расположенных одинаковых параллельных друг другу щелей шириной , разделенных непрозрачными промежутками шириной . Дифракционные решетки применяются для разложения излучения в спектр, определения длины волны света и пр.

В тех направлениях, для которых соблюдается условие минимумов для одной щели (количество зон Френеля, умещающихся на одной щели, четное), будут соблюдаться условия минимумов для каждой щели, и это условие будет являться условием главных минимумов при дифракции на дифракционной решетке: условие главных максимумов при дифракции на дифракционной решетке будет иметь вид . Условие добавочных минимумов при дифракции на решетке, содержащей щелей, имеет вид Максимальный порядок спектра, который можно получить с помощью дифракционной решетки с периодом , определяется из условия максимума Так как модуль синуса не может быть больше единицы, то возможный самый большой порядок спектра I_p=I_инт+I_диф

При дифракции монохроматического света мы наблюдаем темные и светлые полосы, а при дифракции белого – чередование темных полос и обратной дисперсии

2. Атомные спектры. Спектральные серии атомарного водорода. Постулаты Бора. Ядерно-орбитальная модель атома по Бору. Квантование радиусов орбит, квантование энергии фотонов. Сериальная формула Ридберга.

Атомные спектры, спектры оптические, получающиеся при испускании или поглощении света (электромагнитных волн) свободными или слабо связанными атомами; такими спектрами обладают, в частности, одноатомные газы и пары. А. с. являются линейчатыми — они состоят из отдельных спектральных линий. А. с. наблюдаются в виде ярких цветных линий при свечении газов или паров в электрической дуге или разряде (спектры испускания) и в виде тёмных линий (спектров поглощения). Каждая спектральная линия характеризуется определённой частотой колебаний v испускаемого или поглощаемого света и соответствует определённому квантовому переходу между уровнями энергии Ei иEk атома согласно соотношению: hv = Ei - Ek, где h — Планка постоянная).

Спектральные серии водорода — набор спектральных серий, составляющих спектр атома водорода. Поскольку водород — наиболее простой атом, его спектральные серии наиболее изучены. Они хорошо подчиняются формуле Ридберга:

,

где R = 109 677 см−1 — постоянная Ридберга для водорода,   — основной уровень серии.

• Атом может находиться только в особенных стационарных, или квантовых, состояниях, каждому из которых отвечает определенная энергия. В стационарном состоянии атом не излучает электромагнитных волн.

• Электрон в атоме, не теряя энергии, двигается по определённым дискретным круговым орбитам, для которых момент импульса квантуется:  , где   — натуральные числа, а   — постоянная Планка. Пребывание электрона на орбите определяет энергию этих стационарных состояний.

• При переходе электрона с орбиты (энергетический уровень) на орбиту излучается или поглощается квант энергии  , где   — энергетические уровни, между которыми осуществляется переход. При переходе с верхнего уровня на нижний энергия излучается, при переходе с нижнего на верхний — поглощается.

Формула Ридберга — эмпирическая формула, описывающая длины волн в спектрах излучения атомов химических элементов. Предложена шведским учёным Йоханнесом Ридбергом и представлена 5 ноября 1888 года.

Формула Ридберга для водородоподобных элементов выглядит следующим образом:

где

 — длина волны света в вакууме;  — постоянная Ридберга для рассматриваемого химического элемента;

 — атомный номер, или число протонов в ядре атома данного элемента;  и   — целые числа, такие что  .

Билет 14