Общие сведения

ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра физики

Лабораторная работа

«НАБЛЮДЕНИЕ СПЕКТРА АТОМАРНОГО ВОДОРОДА И

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСТОЯННОЙ РИДБЕРГА»

Тамбов─2012 г.

ЗАДАНИЕ

1.Построить градуировочный график монохроматора по линейчатому спектру излучения ртути.

2. Определить значения длин волн спектра излучения неизвестного газа и по этому спектру ─ тип газа.

3. Определить постоянную Ридберга.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ

Монохроматор УМ-2, ртутная лампа, газоразрядные трубки, оптическая скамья, источники питания.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В соответствии с теорией Бора энергия электрона на стационарных орбитах может принимать дискретные значения:

(1)

где n = 1, 2, … ─ главное квантовое число, определяющее энергию электрона на орбите; знак «минус» означает, что система «электрон-ядро» является связанной.

При переходе из состояния с большим значением с энергией в состояние с меньшим значением с энергией испускается фотон (квант света) с частотой, определяемой по теории Бора:

. (2)

В спектроскопии принято характеризовать спектральные линии не частотой, а величиной, обратной длине волны, которая с учетом выражений (1) и (2) определяется формулой Бальмера:

, (3)

где ─ постоянная Ридберга, равная R = 109737,309 ± 0,012 (см^-1).

Все линии спектра водорода могут быть объединены в серии (совокупности линий, соответствующих переходу на орбиту с данным значением n ), для видимой области спектра (серия Бальмера) значение числа n равно двум (n = 2). В видимой области расположены четыре линии серии Бальмера: Н_α (n_i = 3), Н_β (n_i = 4), Н_γ (n_i = 5), Н_σ (n_i = 6). Остальные линии этой серии лежат в ультрафиолетовой области спектра.

Используя формулу Бальмера (3), можно определить постоянную Ридберга:

. (4)

Таким образом, зная длину волны λ хотя бы одной линии и соответствующее ей значение n , можно рассчитать постоянную Ридберга.