II. Приборы и принадлежности

Стилоскоп СЛ-3, осветитель неоновая или гелиевая и водородная разрядная трубка, индукционная катушка, источник света для освещения шкалы стилоскопа.

I II. Выполнение работы

Оптическая схема установки представлена на рис. 2

Здесь S - источник света,

А - входящая щель первой трубки ,

В - конденсор,

С - стеклянная трубка ,

Д - объектив второй трубки,

Е - нить,

К- окуляр второй тpyбки,

G - глаз

Источником света является трубка с капилляром посредине, наполненная очищенным водородом при давлении около 1 мм. рт. столба.

Капиллярная часть трубки укрепляется близко (параллельно) щели стиллоскопа, так как при включении высокого напряжения от индукционной катушки, происходит наибольшее свечение.

Щель А вырезает часть светового потока, даваемого источником света. Конденсор В преобразует расходящийся пучок, от щели в параллельный пучок, который проходит через стеклянную призму, дающую спектральную картину. Полученная спектральная картина рассматривается с помощью зрительной трубки, которой перемещением окуляра К добиваются совмещения изображения данной линии с нитью Е.

Первая головная линия серии Бальмера Н_α - ярко-красная линия; вторая Н_β - зелено-голубая линия. В промежутке между этими линиями имеется ряд слабых красно-желтых и тёмно-зеленых молекулярных полос, их во внимание не брать. Третья линия Н_γ -синяя, ей предшествует две слабые размытые -фиолетовые молекулярные полосы. Четвертая линия Н_δ и пятая Н_ε ( в нашей установке видны плохо).

Для нахождений длин волн λ_α, λ_β, λ_γ находят соответствующие их спектрам показания на стиллоскопе Х_α, Х_β, Х_γ .

Затем по формулам (8):

λ_α=ах_α² + вх_α+с

λ_β =ах_β² + вх_β+с (8)

λ_γ =ах_γ² + вх_γ+с

вычисляют длины волн λ_α, λ_β, λ_γ где а,в,с, - следующие коэффициенты:

а=0,786

в=-41,56

с=4865,41

- показания шкалы стиллоскопа, соответствующие линиям спектра

Х_α – ярко красная

Х_β - зелено-голубая

Х_γ -синяя линия

Размерность длин волн вычисленных по формуле (8) получается в (ангстремах). Эта размерность заложена, в коэффициентах а, в, с. Поэтому коэффициенты а, в, с, а также показатели шкалы стиллоскопа Х_α, Х_β, Х_γ, в эксперименте берутся безразмерными. Коэффициенты а, в, с, получены путем решения полинома Лагранка, который имеет вид:

где

f_i = f(x,0)

Найдя опытным путём λ_α, λ_β, λ_γ сопоставляют их значения с длинами волн, полученными по формуле (5).

Результаты заносят в таблицу

Цвет и индекс спектральной линии водорода	Показания Стиллоско­па	Эксперимента льная длина волны		Длина волны, вычисленная по формуле (5)		Квантовые числа
			м		м	к	n
Ярко-красная Нα	Хα
Зелёно-голубая Нβ	Хβ
Синяя Нγ	Хγ

Сравнивая результаты вычисленных длин волн со стандартными значениями их, определяем относительную ошибку.

Для вычисления длин волн необходимо помнить соотношения между единицами.

1 =10^-10м