Обработка результатов измерений

Порядок выполнения работы.

Описание установки.

Работа выполняется на экспериментальной установке. В её состав входят: монохроматор – спектрометр УМ - 2; оптическая скамья, по которой могут перемещаться рейтеры с источниками света: водородная лампа (трубка), ртутная лампа; конденсор и пусковое устройство.

1. Провести градуировку монохроматора – спектрометра УМ- 2 по известному спектру паров ртути. Для этого на оптическую скамью помещают ртутную лампу РЛ, которую рекомендуется расположить на расстоянии около полуметра от входной щели спектрометра. Лампу подключают к высоковольтному источнику. Сам источник включают в сеть (220 В).

Правый тумблер на передней панели источника ставят в положение «ВКЛ», и кнопкой «Кн» запускают лампу. Перемещая конденсор «К» вдоль скамьи, добиваются яркого изображения источника на входной щели. Далее проводят тщательную фокусировку спектрометра.

Рычажок шторки щели устанавливают в положение «ОТКР». Ширину входной щели устанавливают в пределах 0,05 – 0,06 мм. Перемещая окуляр и вращая барабан добиваются резкого изображения спектральных линий ртути. Для отсчета положения спектральной линии её середину подводят к острию. Отсчет производят с помощью указателя поворота барабана. Значения углов j, измеренные для найденных линий, заносят в Таблицу 1.

Таблица 1.

Градуировка монохроматора

№	Окраска линии	Длина волны	Относит. интенсивность	Угол барабана j
		нм		град
1.	Красная	709,1
2.	Красная	708,1
3.	Красная	690,7
4.	Красная	671,6
5.	Ярко-красная	623,4
6.	Красно-оранж.	612,3
7.	Красно-оранж.	607,2
8.	Желтая	579,1
9.	Желтая	577,0
	Зеленая	546,1
	Голубая	491,6
	Синяя	435,8
	Синяя	434,7
	Синяя	433,9
	Фиолетовая	410,8
	Фиолетовая	407,8
	Фиолетовая	404,7

2. Закончив измерения, связанные с градуировкой спектрометра, заменяют ртутную лампу на водородную. Включают лампу и снова юстируют установку, добиваясь максимальной яркости и четкости линий.

Определить экспериментально длины волн первых трех линий видимой серии атома водорода

Вращая барабан, отыскивают самые яркие линии: Н_α - в красной части спектра, Н_β - в зелено – голубой, Н_g - в сине – фиолетовой. Поочередно подводят линии к острию указателя, делают отсчеты углов по барабану и заносят измеренные значения в Таблицу 2.

Таблица 2.

Спектр водорода

Линии серии Бальмера, n=2	Угол j	Длина волны	R
	град	нм	м^-1
Нα, m =3
Нβ, m =4
Нg m =5

1. По данным таблицы 1 на миллиметровой бумаге построить градуировочный график спектрометра. По горизонтальной оси откладываются градусные деления барабана, а по вертикальной – длины волн соответствующих линий.

2. По значениям угла j из таблицы 2 и градуировочному графику определить длины волн линий Н_α, Н_β, Н_g.

3. По формуле (4) вычислить экспериментальное значение постоянной Ридберга для каждой из найденных линий и найти её среднее значение.

4. По формуле (3) рассчитать теоретическое значение постоянной Ридберга и сравнить со средним экспериментальным значением.

5. По формуле (1) рассчитать энергии основного и первых трех возбуждённых состояний атома водорода.

6. Исходя из определений, рассчитать энергию ионизации атома водорода и потенциал его ионизации.

Дата добавления: 2014-12-24