Определение длин волн спектра излучения атома водорода.

2.1. В качестве источника света установите водородную лампу, включите её (в присутствии преподавателя или лаборанта), сфокусируйте её изображение на входную щель монохроматора, добейтесь чёткого изображения спектральных линий. При слабом свечении лампы ширину входной щели 3 можно увеличить по сравнению с предыдущим опытом.

2.2. Снимите отсчёты по барабану монохроматора для не менее чем трёх наиболее ярких линий спектра излучения водорода и занесите данные в табл. 3.

Таблица 3

Длины волн спектра излучения атомов водорода

Цвет линии		Показания барабана , град.	, нм
Красная	3
Голубая	4
Синяя	5

2.3. По градуированному графику определите длины волн серии.

2.4. Из формулы Бальмера (1.1) найдите экспериментальные значения постоянной Ридберга для каждой длины волны. Рассчитайте среднее значении и определите погрешность .'

2.5. По формуле (4.6) рассчитайте теоретическое значение R. Сравните полученный результат с табличным значением.

2.6. По формуле (4.4) определите теоретическое значение потенциала ионизации атома водорода.

Контрольные вопросы.

1. Нарисуйте оптическую схему и опишите принцип действия спектрального прибора.

2. Как формулируются постулаты Бора для атома водорода?

3. Какие спектральные серии излучаются атомом водорода?

4. Какие линии излучения атома водорода находятся в видимой области спектра? Какие переходы электрона в атоме происходят при излучении этих линий?

3. Лабораторная работа № 3.18 изучение спектра излучения атомов

Цель работы: Наблюдение спектральных линий излучения атомов неона и ртути.

Приборы и принадлежности: Монохроматор УМ-2, неоновая лампа, ртутная лампа.

Краткая теория

По теории Бора энергия электронов в атоме может принимать не любые, а только некоторые определённые значения, образующие дискретный набор. Состояния с таким набором энергии называются уровнями. Спектральные линии возникают при переходе электронов с одного уровня, на другой (более низкий). При этом энергия излучаемого фотона равна разности этих двух уровней:

(1)

где - постоянная Планка, равная 6,625-10 34 Дж-с, - частота излучения, и - энергии электрона в атоме. Соотношение (1) может быть представлено в виде:

(2)

где - длина волны излучения атома.

При наличии диспергирующей среды (призма) в зависимости от длины волны мы можем наблюдать набор спектральных линий, характерный для данного вида атома. На этом основан качественный спектральный анализ, позволяющий обнаруживать атомы в излучающей среде. Для каждого атома набор спектральных линий отличается количеством и расположением в оптическом диапазоне шкалы электромагнитных волн. В приложении 1 показаны спектры атомов некоторых элементов.

В данной работе изучаются спектральные линии неона и ртути визуальным способом.