4. Порядок выполнения лабораторной работы. Эксперимент. Математическая обработка результатов измерений

1. Включить установку, переведя зеленый тумблер на корпусе водородной лампы в положение «1». Дать прогреться водородной лампе в течении 3-5 минут.

2. Вращая ручку «винт 1» найти и просмотреть линии спектра водорода в видимой области, помещая глаз на расстоянии 5-10 см от окуляра зрительной трубы.

3. В предлагаемую таблицу 1 записать экспериментальные данные:

Таблица 1

№	Цвет линии	Длина волны ,нм					Яркость линии		
		№ опыта
		1	2	3	4	5
1	Красный						Сильная
							Средняя
							Слабая
2	Оранжевый						Сильная
							Средняя
							Слабая
3	Желтый						Сильная
							Средняя
							Слабая
4	Зеленый						Сильная
							Средняя
							Слабая
5	Голубой						Сильная
							Средняя
							Слабая
6	Синий						Сильная
							Средняя
							Слабая
7	Фиолетовый						Сильная
							Средняя
							Слабая

4. Плавно вращая ручку "Винт 1" установить красную линию спектра в поле зрения окуляра. По шкале монохроматора определить длину волны данной линии. По зрительному ощущению определить цвет и яркость линий (сильная, средняя, слабая).

5. Повторить п. 4.4. для каждой видимой линии спектра.

6. Повторить п.п. 4.4. – 4.5. от трех до пяти раз по заданию преподавателя. Заполнить в таблице 1 столбцы 2, 3 или 2, 3, 4, 5.

7. Построить на миллиметровой бумаге спектр излучения водородной лампы – зависимость интенсивности излучения от длины волны. По оси X отложить длины волн, по оси Y – интенсивность полученных линий в относительных единицах (4см соответствует сильной , 2см – средней и 1см – слабой яркости).

8. Сравнивая полученные экспериментальные значения для всех наблюдаемых линий с табличными значениями длин волн спектра атомарного водорода, указать, какие из наблюдаемых линий относятся к атомарному, а какие к молекулярному водороду.

9. Вычислить постоянную Ридберга R, используя сериальную закономерность (1).

Для нахождения численных значений R необходимо заполнить таблицу 2:

Таблица 2

№ линии	Цвет линии	Длина волны	m	m2-n2	m2n2	R
1			3
2			4
3			5
4			6

10. По данным таблицы 2, используя метод Корнфельда, вычислить среднее значение R и абсолютную погрешность R: ;  .

11. Окончательный результат записать в виде: R = R  R¢.

12. Вычислить теоретическое значение постоянной Ридберга ,

где h = 6,6310^-34 Джс – постоянная Планка,

с = 310⁸м/с - скорость света,

m_e = 9,110^-31кг - масса электрона,

e = 1,6 10^-19Кл – заряд электрона,

₀ = 8,8210^{-12 –} электрическая постоянная.

4.13 Сравнить экспериментальное значение постоянной Ридберга R с теоретическим.

4.14. Вычислить длины волн, частоты и энергии квантов электромагнитного излучения первых трех перехода в сериях Лаймана и Пашена по экспериментальному значению постоянной Ридберга и заполнить таблицу 3 и таблицу 4:

Таблица 3

№ линии	Серия Лаймана, n = 1
	m	, м		, с-1	Е = h
					Дж	эВ
1 2 3

Таблица 4

№ линии	Серия Пашена, n = 3
	m	, м		, с-1	Е = h
					Дж	эВ
1 2 3

4.15. Определить при каких значениях т величины ,  и Е принимают максимальные и минимальные значения и вычислить значения этих величин.

_max =

_min =

 _max =

 _min =

Е _max =

Е _min =

4.16. Вычислить радиусы первых шести возможных орбит электрона в атоме водорода Бора по формуле ,

где – Боровский радиус. Боровским радиусом называется наименьший радиус орбиты электрона в атоме водорода.

4.17. Схематически изобразить на миллиметровой бумаге круговые стационарные орбиты в модели атома водорода Резерфорда -Бора. Указать возможные переходы электрона, соответствующие излучению атома водорода в сериях Лаймана, Бальмера и Пашена (серию Бальмера изобразить цветными карандашами).

Сделать выводы по пунктам цели лабораторной работы (1.1 - 1.4), указывая, совпали или не совпали экспериментальные результаты в пределах абсолютной погрешности с табличными.