Изучение спектра атома водорода
Исследование спектра излучения атомов водорода с использованием спектроскопа на основе призменного монохроматора УМ-2. Экспериментальное определение постоянной Ридберга, анализ результатов. Реконструкция части энергетической диаграммы атома водорода.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.05.2017 |
| Размер файла | 128,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Министерство науки и образования Российской Федерации
ТУСУР
Кафедра физики
Отчет
Лабораторная работа по курсу общей физики
ИЗУЧЕНИЕ СПЕКТРА АТОМА ВОДОРОДА
2005 г.
ВВЕДЕНИЕ
Целью данной работы является изучение спектра излучения атомов водорода, экспериментальное определение постоянной Ридберга, реконструкция части энергетической диаграммы атома водорода.
атом водород спектроскоп излучение
1. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЯ
Экспериментальная установка. Для изучения спектра атома водорода используется спектроскоп на основе призменного монохроматора УМ-2. Схема экспериментальной установки приведена на рис.1.1.
рис.1.1
1 - источник света, 2 - входная щель, 3 - входной объектив, 4 - сложная спектральная призма, 5 - винт, 6 - входной объектив, 7 - указатель, 8 - объектив
Свет от источника 1 через входную щель 2 и объектив 3 параллельным пучком падает на спектральную призму с высокой дисперсией 4. Призмой свет разлагается в спектр и через объектив 6 направляется в окуляр 8. При повороте призмы в центре поля зрения появляются различные участки спектра. Призму поворачивают при помощи барабана 5, на который нанесена шкала в градусах. Вращением барабана спектральную линию подводят к стрелке указателя 7, расположенного в окуляре, и фиксируют отсчет по шкале барабана.
Источником света являются газоразрядная водородная трубка и ртутная лампа высокого давления
Методика эксперимента. Изменяя ширину входной щели и перемещая окуляр, необходимо добиться, чтобы спектральные линии, видимые через окуляр, были тонкие и резкие. Для различных линий спектра ртути необходимо измерить значения угла поворота барабана. Чтобы уменьшить погрешность за счет люфта барабана, подводить линии к указателю следует только с одной стороны. Исследовав свечения ртутной лампы и водородной газоразрядной лампы, проверить справедливость формулы Бальмера, построив зависимость 1/??f(1/n2) и определить из нее постоянную Ридберга.
2. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
энергия электрона (2.1)
постоянная Ридбергера (2.2)
л - длина волны спектральной линии
n - главное квантовое число
постоянная Ридбергера (2.3)
? - длина волны спектральной линии
n,m - главное квантовое число
Оценка погрешности
случайная погрешность (2.4)
систематическая погрешность (2.5)
суммарная абсолютная погрешность (2.6)
относительная погрешность (2.7)
3. РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ АНАЛИЗ
Таблица 3.1 - Данные градуировки спектроскопа по спектру ртути
|
Линия(цвет) |
?, град |
?, нм |
|
|
1. фиолетовая 1 |
950 |
404.7 |
|
|
2. фиолетовая 2 |
1020 |
407.8 |
|
|
3. синяя |
1510 |
435.8 |
|
|
4. голубая |
2175 |
491.6 |
|
|
5. зеленая |
2600 |
546.1 |
|
|
7. желтая 1 |
2780 |
577.0 |
|
|
8. желтая 2 |
2780 |
579.1 |
|
|
9. красная1 |
2990 |
623.4 |
|
|
10. красная 2 |
3225 |
690.7 |
График градировочный ????:
Таблица 3.2 - Экспериментальные данные спектра атома водорода
|
Линия(цвет) |
?, град |
?, нм |
n |
|
|
1. фиолетовая 1 |
1470 |
425 |
6 |
|
|
2. фиолетовая 2 |
1540 |
437 |
5 |
|
|
3. голубая |
2130 |
487.5 |
4 |
|
|
4. красная |
3120 |
660 |
3 |
График зависимости 1/??f(1/n2):
() (2.2)
(2.3)
(2.4)
(2.5)
(2.6)
(2.7)
(2.1)
Энергетические уровни серии Бальмера.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Выполнив лабораторную работу, экспериментально получили постоянную Ридберга, исследовали зависимость длины волны испускаемой атомом от уровней перехода, энергетические уровни. Постоянная Ридберга полученная из опыта совпала с теоретическим значением.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Представление об атомах как неделимых мельчайших частицах. Опыт Резерфорда по рассеянию альфа частиц. Рассмотрение линейчатого спектра атома водорода. Идея Бора о существовании в атомах стационарных состояний. Описание основных опытов Франка и Герца.
презентация [433,4 K], добавлен 30.07.2015Кинетическая энергия электрона. Дейбролевская и комптоновская длина волны. Масса покоя электрона. Расстояние электрона от ядра в невозбужденном атоме водорода. Видимая область линий спектра атома водорода. Дефект массы и удельная энергия связи дейтерия.
контрольная работа [114,0 K], добавлен 12.06.2013Определение структуры спектра атома, молекулы или образованной ими макросистемы их энергетическими уровнями. Спектры и структура атома водорода. Электронные состояния двухатомных молекул, электрические и оптические свойства. Молекулы с одинаковыми ядрами.
курсовая работа [52,0 K], добавлен 06.10.2009Классификация элементарных частиц. Фундаментальные взаимодействия. Модель атома Резерфорда. Теория Бора для атома водорода. Атом водорода в квантовой механике. Квантово-механическое обоснование Периодического закона Д. Менделеева. Понятие радиоактивности.
реферат [110,6 K], добавлен 21.02.2010Подготовка монохроматора к работе. Градуировка монохроматора. Наблюдение сплошного спектра излучения и спектров поглощения. Измерение длины волны излучения лазера. Исследование неизвестного спектра.
лабораторная работа [191,0 K], добавлен 13.03.2007Характеристика электрона в стационарных состояниях. Условие ортогональности сферических функций. Решения для радиальной функции. Схема энергетических состояний атома водорода и сериальные закономерности. Поправки, обусловленные спином электрона.
презентация [110,2 K], добавлен 19.02.2014Экспериментальное наблюдение характеристического излучения атома натрия в возбуждённом состоянии - в процессе горения; определение длины волны и энергетического уровня перехода наружного электрона, которым обусловлен характеристический цвет излучения.
практическая работа [13,7 K], добавлен 07.12.2010Спектральный анализ, его достоинства и применение. Распределение энергии в спектре. Анализ общей структуры спектра атома гелия на основе принципа Паули. Определение собственных значений энергии системы из двух электронов, движущихся в поле атомного ядра.
контрольная работа [39,9 K], добавлен 30.07.2011Научная деятельность Йоханнеса Штарка. Эффект, названный именем ученного, - расщепление спектральных линий испускания при воздействии сильного электрического поля на источник излучения. Его техническая реализация, обоснование и количественный анализ.
курсовая работа [662,7 K], добавлен 16.09.2011Закон Био-Савара-Лапласа и его применение. Магнитные моменты электронов. Затухающие и вынужденные колебания в контуре. Волновая и квантовая природа света. Характеристики теплового излучения. Методы оптической пирометрии. Строение атома водорода по Бору.
методичка [1,6 M], добавлен 02.06.2011
