Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и

Николая Григорьевича Столетовых»

1. Кафедра: «ФПМ»

Дисциплина: физика

1. Лабораторная работа № 1.01

«Изучение спектра водорода и определение постоянной Ридберга»

Утверждена на методическом семинаре кафедры ФПМ

Зав. кафедрой_____________

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

1. Сборку и разборку схемы производить только при отключенном источнике питания.

2. Не включать собранную схему, пока не изучите инструкцию по данной работе и не получите на это разрешение лаборанта или преподавателя.

3. Схема должна находиться под напряжением только во время регулировки и снятия показаний с приборов. КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ оставлять схему под напряжением без присмотра.

4. Строго соблюдать порядок выполнения работы, описаний и инструкции.

5. На рабочем месте не должно быть посторонних предметов. Твёрдо знать, где расположен общий выключатель и порядок пользования им.

6. После окончания работы отключить источник питания, а затем разобрать схему и привести в порядок рабочее место.

2. Лабораторная работа № 1.01

«Изучение спектра водорода и определение

постоянной Ридберга»

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ:

• двухтрубный спектроскоп;

• дуговая ртутная лампа;

• газоразрядная трубка с водородом, укреплённая в специальном держателе;

• выпрямитель.

1 ВВЕДЕНИЕ

1.1 Закономерности в атомных спектрах

Разряженные газы, пары металлов испускают спектр, состоящий из отдельных спектральных линий. В соответствие с этим спектр испускания веществ, образованный возбужденными атомами называется линейчатым спектром.

Изучение атомных спектров послужило ключом к познанию строения атомов. Прежде всего, было замечено, что линии в спектрах многих атомов расположены не беспорядочно, а объединяются в группы, или как их называют серии спектральных линий. Отчётливее всего это обнаруживается в спектре простейшего атома – водорода.

Швейцарский физик Бальмер в 1885 году установил, что длины волн спектральных линий в видимой области спектра укладываются в простейшую формулу:

(1),

где - целое число, принимающее значения 3, 4, 5, 6 и т. д.

В спектроскопии принято характеризовать спектральные линии величиной, обратной длине волны , которая называется волновым числом.

Если преобразовать формулу (1) в выражение для чисел, то получим:

(2),

где =3, 4, 5, 6, ……,

- постоянная Ридберга

R=10973730,90,012 смили=1,09710⁷м.

Дальнейшие исследования показали, что в спектре водорода имеется ещё несколько серий. Оказывается, что волновые числа всех серий в спектре

атомарного водорода можно выразить одной формулой, обобщающей формулу Бальмера (2):

(3).

Из (3) находим волновые числа всех линий.

1. Серия Лаймана.Находится в ультрафиолетовой области спектра. Для неё=1,=2, 3, 4, 5, и т. д.:

.

2. Серия Бальмера. Находится в видимой области спектра.

Для неё =2,=3, 4, 5, и т. д.:

3. Серия Пашена.Находим в ближайшей инфракрасной области.

Для неё =3,=4, 5, 6, и т.д.:

.

В инфракрасной области обнаружено ещё несколько серий.