Опис установки
С
постереження
спектральних ліній випромінювання та
їх положення проводиться на монохроматорі
УМ-2 зі скляною оптикою. Він призначений
для спектральних досліджень у діапазоні
0,38 – 1,0 мкм.
На рис. 9.1 наведено схему спектрального
апарата. Від джерела S
світло падає
на вхідну щілину 1,
розміщену у фокальній площині коліматорної
лінзи 3.
Ширина вхідної щілини регулюється
мікрометричним гвинтом 2.
Світло паралельним пучком падає на
призму 4
і розкладається в спектр, який фокусується
збиральною лінзою об’єктива 6.
У спектроскопах спектр розглядають
через окуляр 7.
Для фіксації певних спектральних ліній
в Рис. 9.1 окулярі
встановлюють покажчик 8.
Спектр у полі зору переміщується за допомогою мікрометричного гвинта 5 з відліковим барабаном. На барабані нанесено гвинтову доріжку з градусними поділками. Вздовж доріжки рухається покажчик повороту барабана. При обертанні барабана, призма повертається, і в центрі поля зору з’являються різні частини спектра
П Рис. 1 орядок виконання роботи
Газорозрядну трубку з воднем розмістити перед коліматором і увімкнути її.
Обертаючи барабан, сумістити візирну нитку з серединою кожної спектральної лінії і зробити відлік за шкалою барабана. Результати вимірювань записати в таблицю 9.1.
За допомогою кривої градуювання монохроматора, яка знаходиться на робочому столі у лабораторії, визначити довжини хвиль λ спектральних ліній.
За формулою (9.4) для кожної спектральної лінії обчислити величину сталої Рідберга R.
Таблиця 9.1
Колір спектральної лінії |
n |
Відлік за шкалою моно-хроматора |
λі, м |
1/λ м -1 |
Rі, м -1 |
(<R>-Rі), м -1 |
(<R >-Rі )2, м -2 |
Червоний Зелений Синій Фіолетовий |
3 4 5 6 |
|
|
|
|
|
|
Обчислити похибку розрахунку сталої Рідберга за методикою, наведеною у додатку і записати остаточний результат у вигляді:
(м-1).
Використовуючи середнє значення <R>, за формулою (9.5) знайти величину сталої Планка < h >.
Записати в таблицю 9.2 обернені значення довжин хвиль 1/λ.
Побудувати графік залежності оберненої довжини хвилі (1/λ) від оберненого квадрата головного квантового числа (1/n2) для спектральної серії Бальмера.
Визначити за нахилом графіка значення сталої Рідберга:
.
Проаналізувати одержані результати обчислення сталої Рідберга за формулою (9.4) і графічним методом. Порівняти одержані результати з табличним значенням сталої Рідберга (див. додатки).
Зробити висновки
Питання для самоконтролю
Як утворюється лінійчатий спектр?
Що таке спектральна серія?
Назвіть спектральні серії в лінійчатому спектрі атома водню.
Запишіть узагальнену формулу для визначення довжин хвиль у спектрі випромінювання атома водню.
Що визначає головне квантове число?