5.2.4 Изучение спектра атомов водорода

Экспериментальная установка и метод

Газоразрядная трубка с водородом может быть установленной перед щелью входного коллиматора спектроскопа. Во время прохождения тока молекулы водорода диссоциируют на отдельные атомы и в трубке наблюдается атомарный спектр водорода на фоне полосатого спектра молекул водорода.

В видимой части спектральные линии водорода подчиняются формуле Бальмера:

Заданием упражнения является определение длин волн соответствующих линий и определения постоянной Ридберга R.

Порядок выполнения упражнения

1 Установить водородную лампу против щели входного коллиматора и включить ее питание (воспользуйтесь помощью лаборанта или преподавателя).

2 Познакомьтесь со спектром водорода и дайте объяснение почему он имеет сложное строение.

3 Найдите все линии атома водорода, которые указаны в табл. 5.4. Внимание: фиолетовая линия может быть невидимой.

Таблица 5.4

Цвет линии	Отсчет по шкале  град	Длина волны , нм	Частота излу- чения , Гц	R, 1/м	R, 1/м
Фиолетовая
Фиолетово-синяя
Зелено-голубая
Красная
Среднее

4 Поворотом барабана установите фиолетовую линию против визира. Соответствующий отсчет угла поворота барабана занесите в табл. 5.4. Если фиолетовая линия невидимая начните с фиолетово-синей.

5 Измеряйте углы поворота барабана для остальных линий и занесите результаты в табл. 5.4.

Обработка результатов измерений

1 Воспользуйтесь градуировочным графиком и определите длины соответствующих волн. Результаты занесите в табл. 5.4.

2 По формуле определите соответствующие частоты спектральных линий водорода. Результаты занесите в табл. 5.4.

3 По формуле определите постоянную Ридберга для каждой из длин волн табл. 5.4. Результаты занесите в табл. 5.4.

4 Определите среднее значение постоянной Ридберга

Результат занесите в табл. 5.4.

Примечание. Если фиолетовая линия невидима и не измерялась, отсчет начинается с m = 4 и в знаменателе будет 3. То есть будут измерены всего три линии.

5 Определите абсолютные погрешности и их среднее значение. Результаты занесите в табл. 5.4.

6 Определите абсолютную погрешность и запишите результат измерения постоянной Ридберга в стандартной форме.

7 Сопоставьте полученный результат с теоретическим значением постоянной Ридберга

R = (10973730,9 1,2) 1/м

и сделайте вывод.