Напряжение, В | Ток, мкА | Расстояние а, см | |||
... | |||||
Темновой, IT | |||||
При освещении, I | |||||
Фототок, IФ | |||||
Темновой, IT | |||||
При освещении, I | |||||
Фототок, IФ | |||||
Освещенность E, лк |
6. Построить график зависимости фототока IФ от освещенности Е для двух напряжений (10 и 15 В).
7. Вычислить относительное изменение сопротивления по формуле
при постоянном напряжении и различной освещенности и построить график зависимости Δ r / rT от освещенности для двух напряжений.
8. Вычислить удельную чувствительность фотосопротивления при рабочем напряжении 15 В и освещенности 100 лк.
9. Сделать вывод по проделанной работе.
Тема 4. СТРОЕНИЕ АТОМА ВОДОРОДА
Цель работы: определить максимальную и минимальную энергии фотонов в сериях спектра водорода. Начертить графики переходов.
Приборы и принадлежности: установка для изучения спектра атома водорода ФПК – 09, карандаш, линейка, калькулятор.
Таблица заданий
Задание 1. исследовать спектр линий видимой области (0,4 – 0,72 мкм);
Задание 2. исследовать линии спектра серии Лаймана;
Задание 3. исследовать линии спектра серии Пашена;
Задание 4. исследовать линии спектра серии Брэкета;
Задание 5. исследовать линии спектра серии Пфунда;
Задание 6. исследовать линии спектра серии Хемфри;
Задание 7. исследовать переход в атоме водорода с шестой на вторую линию;
Задание 8. определить длины волн для границы серии Лаймана;
Задание 9. исследовать переход в атоме водорода с пятой на третью линию;
Задание 10. исследовать переход в атоме водорода с четвертой на первую линию.
Теоретическая часть выполняется обучающимся самостоятельно [5, с. 38].
Экспериментальная часть
1. Описание экспериментальной установки. Общий вид экспериментальной установки показан на рис. 1. Установка состоит из облучателя (1) и устройства измерительного (2), в качестве которого применен серийно выпускаемый монохроматор. Монохроматор устанавливается с помощью стойки (3) и штатива (4) на лабораторном столе с помощью стойки (5) и рейтера (6) на скамье оптической (7). Облучатель выполнен в виде сборного корпуса, в котором установлены водородная лампа, источник ее питания и узел юстировки. Источник питания служит для получения напряжения высокой (порядка 100 кГц) частоты, необходимой для питания лампы.
Рис. 1. Общий вид экспериментальной установки ФПК – 09М
На боковой стенке облучателя расположено окно для выхода излучения, защищенное блендой.
На задней панели облучателя размещены: выключатель «СЕТЬ» с индикатором включения сети и отверстие для доступа к винту юстировки лампы.
На передней панели облучателя расположена ручка, с помощью которой зажигают лампу и регулируют яркость ее свечения.
На основании корпуса расположены винты юстировки лампы, клемма заземления, держатели предохранителей (закрыты предохранительной скобой), сетевой шнур с вилкой. К нему прикреплена также стойка для установки облучателя в рейтер.
Облучатель с помощью сетевого шнура подключается к сети 220 В, 50 Гц.
2. Порядок выполнения расчетно-графической работы
Принцип действия установки основан на разложении монохроматором излучения водородной лампы, входящей в состав облучателя, в линейчатый спектр.
1. Зарисуйте серию Бальмера для водорода, как это показано на рис. 2.
Рис. 2. Серия Бальмера для водорода
2. Занесите данные в таблицу экспериментальных данных (табл. 1).
Таблица 1
Исследуемый спектр | Цвет | n | λ, нм | R, м-1 | Wn, эВ | rn, м |
Яркая синяя | 435,8 | |||||
Вторая синяя | 434,8 | |||||
Третья синяя | 433,9 | |||||
Первая фиолетовая слабо заметная | 410,8 | |||||
Вторая фиолетовая | 407,8 | |||||
Третья яркая фиолетовая | 404,6 | |||||
Красная средняя из трех | 690,7 | |||||
Первая оранжевая | 623,4 | |||||
Вторая оранжевая | 612,3 | |||||
Третья оранжевая | 607,3 | |||||
Желтый дублет 1-я линия | 579,1 | |||||
Желтый дублет 2-я линия | 577,0 | |||||
Зеленая яркая | 546,1 | |||||
Сине-зеленая яркая | 491,6 |
Примечание: Так как в трубке может находиться не химически чистый водород, то в спектре могут присутствовать и не водородные линии. Водородные линии наиболее яркие и вести наблюдение следует по ним.
3. Заполните таблицу данных, произведя расчет следующих данных:
- определите длину волны , где величина n принимает значения 3,4,5,6;
- определите постоянную Ридберга R;
- определите энергию стационарных состояний: ;
- определите радиусы разрешенных орбит: ;
6. Сделайте выводы по проделанной работе.