laba 7 спектр водорота физика

5

Министерство Образования Российской Федерации

Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники

Кафедра физики

Отчет

Лабораторная работа по курсу общей физики

ИЗУЧЕНИЕ СПЕРТРА АТОМА ВОДОРОТА

Преподаватель: Студенты гр. 121-2

____________ А.C. Климов _______ Д. Устюгов

«23» октября 2012 г. _______ П. Калугин

_______ И. Канигиров

«23» октября 2012 г.

2012 г.

Введение:

Целью данной работы является изучение спектров атомов водорода, экспериментальному определению постоянной Ридберга, реконструкции части энергетической диаграммы атома водорода.

1 Описание экспериментальной установки и методики измерений:

Схема экспериментальная установки представлена на рисунке 1.1

1-источник света, 2- входная щель спектроскопа, 3-входной объектив,

4-сложная спектральная призма, 5-микрометрический винт с отчетным бараном, 6-входной объектив, 7-указатель, 8-окуляр

Рисунок 1.1 - Схема экспериментальной установки

2 Основные расчётные формулы: Постоянная Ридберга:

(2.1) где λ – длина волны спектральных линий;

n – главное квантовое число.

3 Результаты работы и их анализ.

Полученные данные градуировки по спектру ртути сведены в таблицу 3.1

Линия(цвет)	φ, град	λ, нм
1 фиолетовая 1	500	404,7
2 фиолетовая 2	568	407,8
3 синяя	1050	435,8
4 голубая	1720	491,6
5 зеленая	2144	546,1
6 желтая 1	2320	577
7 желтая 2	2338	579,1
8 красная 1	2550	623,4
9 красная 2	2820	690,7

Таблица 3.1 – Данные градуировки по спектру ртути.

Построим градуировачный график φ(λ).

Рисунок 3.1 Градуировачный график φ(λ)

Используя график, определяем значения длин волн линий спектра водорода. Данные заносим в таблицу 3.2.

2. Таблица 3.2 – Экспериментальные данные спектра атома водорода

Линия(цвет)	φ, град	λ, нм
1 фиолетовая 1	980	432
2 фиолетовая 2	1128	442
3 голубая	1680	488
4 красная	2650	645

Проверим справедливость формулы Бальмера. Для этого нужно построить график зависимости 1/λ(1/n²). Рассчитываем необходимые данные, заносим в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 – Данные для построения зависимости 1/λ(1/n²)

n	1/λ, нм-1	1/n2
3	0,00155	0,11
4	0,00205	0,06
5	0,00226	0,04
6	0,00231	0,03

Построим график линейной зависимости 1/λ(1/n²).

Рисунок 3.2 График линейной зависимости 1/λ(1/n2)

Из графика определяем постоянную Ридберга, как угловой коэффициент линейной зависимости 1/λ(1/n²) по формуле (3.1).

R = (0,00231 – 0,00155)/(0,11 – 0,03) = 0,0097 (нм^-1)

Произведём сравнение полученного значения постоянной Ридберга с табличным. R_табл = 109737,316 см ^-1 = 0,01097 нм^-1

((R – R_табл) / R_табл) ∙ 100% = ((0,0097 – 0,01097) / 0,01097) ∙ 100% = 11,5 %.

Используя полученные из опыта значения длин волн построим фрагмент энергетического спектра атома водорода.

Рисунок 3.3- Фрагмент энергетического спектра атома водорода

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе лабораторной работы был изучен спектр излучения атомов водорода. Был построен график линейной зависимости 1/λ(1/n²), по которому удалось определить постоянную Ридберга (R).

R =0,0097 (нм^-1)

Ошибка определения постоянной Ридберга составила 4,8%.

Был построен фрагмент энергетического спектра атома водорода.