1. Заменить ртутную лампу на газоразрядную трубку с неизвестным газом (в процессе замены оба источника должны быть выключены). Ее рекомендуется приблизить вплотную к входной щели. Произвести отсчеты делений шкалы барабана di для наиболее интенсивных линий спектра неизвестного газа и занести в таблицу 2.
2. По градуировочному графику определить значения длин волн этих линий и также занести в таблицу 2. Путем сравнения полученного спектра со спектрами некоторых известных газов (см. Приложение) определить тип неизвестного газа. Используя прилагаемую к лабораторной установке таблицу спектральных линий для атома водорода в видимом диапазоне, идентифицируйте линии, соответствующие атому водорода Нα и Нβ.
Таблица 2
Исследуемое вещество ─ неизвестный газ
№ п/п | Цвет спектральных линий | Угол поворота барабана d, дел | Длина волны λ, нм |
1. | |||
2. | |||
3. | |||
4. | |||
5. |
Задание 3. Определение постоянной Ридберга
|
|
1. Зная длины волн, соответствующие атому водорода Нα и Нβ, по формуле (4) рассчитать значения постоянной Ридберга R для каждой линии, а также ее среднее значение < R >.
2. Оценить достоверность проведенного эксперимента и расчетов сравнением полученного значения постоянной Ридберга с ее справочным значением.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Почему движущийся электрон в атоме, согласно электродинамике, должен упасть на ядро?
2. Сформулируйте постулаты Бора.
3. Что означает слово "спектр"?
4. Объясните природу спектральных линий водорода с точки зрения электронных энергетических уровней.
5. По какому принципу спектральные линии объединяются в серии? Нарисуйте диаграмму электронных энергетических уровней в атоме водорода и покажите стрелками переходы электронов, при которых происходит излучение спектральных линий серий Лаймана, Бальмера, Пашена.
6. Почему из бесконечного числа спектральных линий наблюдаются только 4 (или 3)?
7. В чем состояла революционность теории Бора и каковы ее недостатки?
8. Используя элементарную боровскую теорию атома водорода, получите формулы для радиуса n -ой стационарной орбиты, а так же для скорости, частоты обращения и полной энергии электрона на n -ой орбите.
Приложение
Газ | Цвет спектральных линий | Длина волны λ, нм |
Гелий | Красная 1 | |
Красная 2 | ||
Желтая | ||
Зеленая | ||
Голубая | ||
Синяя | ||
Фиолетовая | ||
Водород | Красная | |
Голубая | ||
Фиолетовая 1 | ||
Фиолетовая 2 | ||
Фиолетовая 3 | ||
Неон | Красная | |
Оранжевая | ||
Желтая | ||
Зеленая | ||
Голубая |
|
|