- •Содержание
- •Лабораторная работа № 1 определение отношения заряда электрона к его массе методом магнетрона
- •Краткая теория
- •Выполнение работы
- •8. При вычислениях используйте следующие данные, характеризующие установку:
- •Выполнение работы
- •1. Устройство и принцип работы модуля «Опыт Франка и Герца»
- •2. Снятие зависимости анодного тока от напряжения на сетке с использованием двухкоординатного графопостроителя н-307/1
- •Контрольные вопросы и задания
- •Рекомендуемая литература
- •Лабораторная работа № 3 изучение неон-гелиевого лазера
- •Краткая теория
- •Устройство Ne-He лазера
- •Механизм образования инверсии в Ne-He лазере
- •Спектр излучения Ne-He лазера
- •Выполнение работы
- •1. Определение длины волны излучения Ne-He лазера
- •2. Исследование распределения интенсивности в лазерном пучке
- •3. Определение расходимости лазерного пучка
- •Контрольные вопросы и задания
- •Рекомендуемая литература
- •Лабораторная работа № 4 изучение сериальных закономерностей в спектре атома водорода
- •Краткая теория
- •Краткое описание установки
- •Выполнение работы
- •Контрольные вопросы и задания
- •Рекомендуемая литература
- •Справочные материалы
- •Лабораторная работа № 5 спектр атома водорода. Атом бора
- •Краткая теория
- •Выполнение работы
- •1. Экспериментальное исследование спектра поглощения
- •1.1. Схема эксперимента
- •1.2. Метод измерения уровней энергии
- •1.3. Исследование спектра. Уровни энергии
- •1.4. Уровни энергии. Параметрическая зависимость
- •2. Обобщенная формула Бальмера. Спектральные серии
- •3. Постулаты Бора
- •4. Система атомных единиц
- •5. Атом водорода
- •5.1. Атом Бора (круговые орбиты)
- •5.2. Атом Бора – Зоммерфельда
- •Контрольные вопросы и задания
- •2. Модель атома по Эрнесту Резерфорду
- •3. Случай многократных столкновений
- •4. Случай однократных столкновений
- •Выполнение работы
- •1. Рассеяние на атоме Томсона
- •2. Рассеяние на атоме Резерфорда
- •3. Рассеяние на многоатомных мишенях
- •4. Расчёт вероятности рассеяния
- •5. Оценка времени экспозиции
- •Контрольные вопросы и задания
- •Рекомендуемая литература
- •Лабораторная работа № 7 изучение спектра атома натрия
- •Краткая теория
- •Экспериментальная установка
- •Выполнение работы
- •Справочные материалы
- •Контрольные вопросы и задания
- •Рекомендуемая литература
Контрольные вопросы и задания
1. Какими квантовыми числами характеризуется отдельный электрон в атоме? Какие значения они принимают? Каков их физический смысл?
2. Каков вид аналитических соотношений для серийной структуры атомов водорода?
3. Выведите формулы для вычисления постоянной Ридберга.
4. Какие виды серий наблюдаются в спектре одноэлектронных атомов?
5. В каком диапазоне длин волн лежат конкретные серии (Лаймана, Бальмера, Пашена, Брэкета, Пфунда) и каковы их сериальные закономерности?
5. Что такое спектральные термы, каков их физический смысл?
6. Какие спектральные серии доступны для изучения на данной экспериментальной установке?
7. Что такое энергия ионизации атома и как оценить её величину для водородоподобных атомов?
8. Как влияет учёт конечной величины массы ядра на значение постоянной Ридберга?
9. Может ли модель Бора объяснить линейчатый молекулярный спектр водорода?
Рекомендуемая литература
Вихман Э. Берклеевский курс физики. Т. 4: Квантовая физика. СПб.: Лань, 2006.
Гольдин Л. Л., Новикова Г. И. Введение в квантовую физику. М.: УРСС, 1994.
Гольдин Л. Л., Новикова Г. И. Квантовая физика. Вводный курс. М.: Институт компьютерных исследований, 2005.
Матвеев А. Н. Атомная физика. М.: Высшая школа, 1989.
Попов А. М., Тихонова О. В. Лекции по атомной физике. М.: МГУ, 2007.
Сивухин Д. В. Общий курс физики. Т. 5: Атомная и ядерная физика. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006.
Справочные материалы
Таблица 2
Спектр ртути (диапазон фиолетовый – зелёный)
Длина волны нм |
Интенсивность |
Цвет |
366,328 |
Яркая, слабая |
Фиолетовый |
398,400 |
Яркая, слабая |
Фиолетовый |
368,400 |
Яркая, слабая |
Фиолетовый |
365,015 |
Яркая, слабая |
Фиолетовый |
313,155 |
Яркая, слабая |
Фиолетовый |
404,656 |
Яркая |
Фиолетовый |
407,781 |
Средняя |
Фиолетовый |
410,807 |
Слабая, средняя |
Фиолетовый |
433,924 |
Средняя |
Синий |
434,363 |
Слабая |
Синий |
434,750 |
Яркая |
Синий |
435,835 |
Яркая |
Голубой |
491,604 |
Средняя |
Голубой |
499,150 |
Средняя |
Голубой |
496,000 |
Средняя |
Голубой |
502,564 |
Слабая |
Голубой |
504,582 |
Слабая |
Голубой |
512,055 |
Слабая |
Голубой |
535,405 |
Слабая |
Зелёный |
536,506 |
Слабая |
Зелёный |
546,074 |
Очень яркая |
Зелёный |
Таблица 3
Спектр ртути (диапазон жёлтый – красный)
Длина волны нм |
Интенсивность |
Цвет |
567,586 |
Слабая |
Жёлтый |
576,959 |
Очень яркая |
Жёлтый |
578,966 |
Очень яркая |
Жёлтый |
579,065 |
Очень яркая |
Жёлтый |
580,400 |
Очень яркая |
Жёлтый |
607,264 |
Слабая |
Оранжевый |
612,327 |
Слабая |
Оранжевый |
617,264 |
Слабая |
Оранжевый |
622,000 |
Средняя |
Оранжевый |
623,437 |
Средняя |
Оранжевый |
671,617 |
Слабая |
Красный |
688,900 |
Средняя |
Красный |
690,716 |
Средняя |
Красный |
708,200 |
Слабая |
Красный |
709,200 |
Слабая |
Красный |