3.2.2 Виконання розрахунків та побудова спектрів

1. Використовуючи графік взаємозв’язку довжини світлової хвилі з показами мікрометра (додаток А), визначити та записати в таблицю 1 довжини, спостережуваних в спектрах, світлових хвиль.

Графічно зобразити спостережувані спектри (мал. 4.).

Мал.4 Експериментальні спектри атомів Ne, Kr, He.

2. Використовуючи формулу (1) Бальмера , розрахувати довжини світлових хвиль, випромінюваних атомами водню, в видимому діапазоні спектру (400-700нм), тобто при , ‑ стала Рідберга. Результати розрахунків записати в таблицю 2, графа .

Таблиця 2.

		1	2	3	4	5	6

Використовуючи результати вимірювань (таблиця 1) та розрахунків (таблиця 2), побудувати спектри випромінювання атомів водню (мал. 5).

Примітка: 1 – виміряне; 2 – розраховане

Мал.5 – Експериментальний та розрахований за формулами Бальмера спектри випромінювання атома водню.

3. Використовуючи формулу , отриману з експериментальної формули Бальмера, розрахувати енергії електронів в атомі водню при різних .

‑ стала Рідберга, ‑швидкість світла, ‑ стала Планка, ‑ порядковий номер елементу в атомі (головне квантове число).

Результати розрахунків записати в таблицю 2, графа .

Побудувати спектр енергій електронів в атомі водню. (мал. 6).

Мал.6 – Спектр енергій електронів в атомі водню

4. Розрахувати зміну енергії електрона при його переході з -го енергетичного рівня на перший ( ), з -го – на другий ( ),з -го – на третій ( ).

Результати записати у відповідні графи таблиці 2.

Використовуючи результати експериментальних досліджень (дивись значення в таблиці 1), розрахувати енергію фотонів:

випромінюваних атомами водню.

‑швидкість світла,

‑ стала Планка,

Результати розрахунків занести в таблицю 2, графа .

Побудувати діаграми зміни (зменшення) енергії електронів в атомах водню при їх переході з -го енергетичного рівня на перший (мал.7, а) , з -го – на другий та третій (мал.7, б).

Побудувати діаграму енергій фотонів , випромінюваних атомами водню (мал.. 7, в).

А)

Б)

В)

Мал.7. – Діаграми зміни (зменшення) енергії електронів в атомах водню при їх переході з з -го енергетичного рівня на перший (а), з -го – на другий та третій (б), та діаграма енергії фотонів, випромінюваних атомами водню і спостережуваних при виконанні лабораторної роботи.