Порядок выполнения работы
Задание 1. Градуировка спектроскопа по известным длинам волн спектра неона и ртути
В качестве источника света взять неоновую лампу, установить ее на оптической скамье. После ее включения добиться четкой видимости спектральных линий в окуляре.
Медленно вращая барабан, следить за перемещением в поле зрения спектральных линий. Устанавливать барабан до упора в крайнее положение не желательно, так как при этом происходит сбивание шкалы. Когда центр первой красной линии совпадет с острием указателя, записать длину волны этой линии (по таблице спектральных линий неона на рабочем месте) и показания n на шкале барабана; эти данные занести в таблицу 1.
Вращать барабан до совмещения центра второй линии с острием указателя и сделать аналогичные замеры.
Снять неоновую лампу, заменить ее ртутной лампой. Указания по включению ртутной лампы ДРШ приведены на рабочем месте. Во время работы ртутной лампы в ней развивается высокое давление, поэтому обращаться с ней следует осторожно. Допускается ее кратковременное включение от 3 до 5 минут!
Для ртутной лампы повторить действия в соответствии с пунктами 2 и 3, используя таблицу спектральных линий ртути на рабочем месте; эти данные занести в таблицу 1.
На миллиметровой бумаге построить градуировочный график спектроскопа, где по оси Х отложить деления барабана n (в градусах), а по оси Y – длины волн (в нм) соответствующих линий спектров неона и ртути. Этот график нужно использовать в дальнейшем для определения длин волн, излучаемых атомом водорода.
Таблица 1
-
Неон
Ртуть
, нм
n, дел
, нм
n, дел
...
…
…
…
…
…
…
…
...
…
…
…
…
…
…
…
...
…
…
…
…
…
…
…
...
…
…
…
…
…
…
…
Задание 2. Исследование серии Бальмера в видимой области спектра водорода
Установить трубку с водородом против входной щели и получить газовый разряд в ней с помощью высокочастотного генератора. Сначала найти наиболее интенсивную красную линию и установить острие указателя на данную линию, записать показанияn шкалы барабана; эти данные занести в таблицу 2. Второй найти зелено-голубую линию и произвести аналогичные замеры. В спектре водородной трубки наряду с линиями атомарного водорода наблюдается спектр молекулярного водорода; так, в промежутке междуирасполагается несколько сравнительно слабых красно-желтых и зеленых молекулярных полос (их фиксировать не нужно). Третья линия–фиолетово-синяя. Перед ней располагаются две слабые размазанные молекулярные полосы синего цвета. Четвертая линия –фиолетовая, ее не всегда удается найти. Определить деления барабана, соответствующие линиям и, занести их в таблицу 2.
С помощью градуировочного графика определить значения для каждой линии и занести их в таблицу 2.
Для каждого значения , найденного по графику, вычислить постоянную Ридбергапо формулам (5).
Вычислить среднее значение постоянной Ридберга , ее абсолютную и относительнуюпогрешности; данные занести в таблицу 2.
Рассчитать теоретическое значение постоянной Ридберга по формуле (4), занести в таблицу 2 и сравнить с.
Рассчитать относительную погрешность ; данные занести в таблицу 2.
Задание 3. Определение массы и импульса фотонов, соответствующих линиям серии Бальмера
Используя из таблицы 2, вычислить массу и импульс фотонов серии Бальмера по формулам (6), (7) и занести их в таблицу 2.
Таблица 2
Линия |
n |
mф |
рф | ||||||||
дел |
нм |
с-1 |
с-1 |
с-1 |
с-1 |
- |
с-1 |
- |
кг | ||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
| ||||||
|
|
|
|
|
| ||||||
|
|
|
|
|
|