Измерения и обработка результатов

1. Ознакомиться по техническому описанию с принципом действия и правилами эксплуатации монохроматора УМ-2.

2. Произвести градуировку (калибровку) монохроматора используя длины волн характеристического спектра излучения неона и паров ртути, приведенные в таблице 2 приложения.

Для проведения градуировки необходимо установить неоновую (или ртутную) лампу на рельс монохроматора у входной щели коллиматора и добиться равномерного освещения его объектива. Получить спектр в выходном Для градуировки (калибровки) монохроматора необходимо, вращая барабан длин волн, привести спектральную линию с известной длиной волны к центру указателя (индекса шкалы) в окуляре, произвести отсчет условного градуса “N” на шкале барабана. Результаты значения N и l заносят в таблицу 1.

Таблица 1

l, нм	l1	….
Показание барабана монохроматора - N	N1	….

По данным таблицы 1 построить калибровочный график – график зависимости показаний барабана от длины волны света^.. N=N(l).

3. Убрать неоновую лампу и поместить на рельс монохроматора газоразрядную трубку с водородом (см. рис. 3).

Рис.3. Подключение газоразрядной трубки.

 

Возбудите электрический разряд в трубке и получите спектр водорода. Определите значения N, соответствующие линиям излучения водорода и с помощью градировочного графика определите длины волн спектральных линий водорода.

4. Зная длины волн излучения водорода, определите значения главных квантовых чисел, соответствующих каждой линии, и из соотношения (4) найдите постоянную Ридберга. Найдите среднее значение R.

5. Вычислите значение постоянной Ридберга по формуле (5), сравните его с результатом, полученным экспериментальным путем.

Вопросы и упражнения

1. Что такое спектры испускания, поглощения?

2. Какие существуют спектры испускания?

3. Почему при увеличении плотности вещества происходит переход от линейчатых спектров испускания к сплошным?

4. Что такое линии Фраунгофера?

5. Что такое излучательные и поглощательные переходы?

6. Каковы способы подведения энергии к атомам газа (возбуждения) при наблюдении спектров испускания?

7. Сформулируйте постулаты Бора. Приведите их математическое выражение.

8. Найдите численные значения кинетической, потенциальной и полной энергии электрона в атоме водорода на первой и третьей орбите?

9. Какую наименьшую энергию должны иметь электроны, чтобы при ударном возбуждении атомов водорода появились все линии всех серий водорода? Только линии серии Бальмера?

Приложения

1. Длины волн некоторых линий в спектрах излучения газов.

цвет линии	положение линий в спектре	Длина  волны неона (нм)	длина волны гелия (нм)
красный			706
красный	наиболее яркая линия со стороны коротких длин волн	640	668
оранжевый	наиболее яркая из красно-оранжевых, примыкающая со стороны длинных волн	614
жёлтый	самая яркая из жёлтых линий	585	588
зелёный	одиночная линия, расположенная в близи двойной линии со стороны длинных волн	540
зелёный			502
синий	одиночная синяя линия	477	471
фиолетовый	коротковолновая из триплета	419

2. Спектр испускания ртутной лампы.

Указаны длины волн наиболее интенсивных линий.