Задание 2. Исследование спектра излучения неизвестного газа

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 d_i 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 Н_α и Н_β.

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 Н_α и Н_β, 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