Описание лабораторной установки

Для работы в видимой области спектра пригоден универсальный монохроматор со стеклянной оптикой УМ – 2. Его оптическая схема изображена на рис. 2. Схема включает в себя коллиматор, состоящий из щели 1 и объектива 2, и зрительную трубу, состоящую из объектива 4 и окуляра 5. Коллиматор и зрительная труба расположены под углом 90⁰.

О бъективы можно перемещать вдоль оптической оси для фокусировки коллиматора и зрительной трубы. В качестве диспергирующей системы используется призма постоянного отклонения 3. Переход от одной области спектра к другой осуществляется с помощью барабана, вращение которого связано с поворотом призменного столика. По шкале барабана отмечается угол его поворота, который можно проградуировать по известному спектру.

Порядок выполнения работы Градуировка монохроматора

1. Подайте напряжение на газоразрядную лампу, наполненную парами ртути.

2. Установите лампу у щели монохроматора так, чтобы в окуляре монохроматора были видны линии спектра. Перемещением окуляра добейтесь резкого изображения этих линий.

3. Наведите визирную нить зрительной трубы на линии спектра, длины волн которых (в нанометрах) приведены на рис. 3, и произведите отсчет по барабану. Результаты измерений занесите в таблицу.

Данные для градуировки монохроматора

№ п/п	Цвет линии	, нм	Отсчет по барабану

4. По полученным данным постройте градуировочную кривую .

Изучение спектра водорода и определение постоянной Ридберга.

1. Включите газоразрядную лампу, наполненную водородом.

2. Выполните пункты 2 и 3 предыдущего задания и заполните таблицу:

   Цвет линии	Отсчет по барабану	, нм.	n1	n2	R, Гц	<R>, Гц
   Красный			2	3
   Зеленый			2	4
   Фиолетовый			2	5

3. Пользуясь градуировочным графиком предыдущего задания, определите длины волн спектральных линий водорода.

4. По формуле (1) вычислите постоянную Ридберга , используя значения , а также и для каждой линии. Найдите среднее значение . Исходя из формулы (9) определите единицы измерения постоянной Ридберга.

5. По формуле вычислите потенциал ионизации атома водорода.

Контрольные вопросы

1. Укажите различия между моделью атома Резерфорда и моделью атома в теории Бора.

2. Что представляют собой атомные спектры? Почему в спектре водорода так много спектральных линий, если у атома водорода лишь один электрон?

3. Что такое серия спектральных линий?

4. Какие серии спектральных линий наблюдаются в спектре водорода?

5. Сформулируйте постулаты Бора.

6. В каких случаях атом излучает, а в каких поглощает свет?

7. Что характеризует главное квантовое число?

8. Что понимают под потенциалом ионизации атома?

9. Объясните принцип проведения качественного спектрального анализа.

10. Какие среды испускают линейчатый спектр: а) газы; б) жидкости;

в) твердые тела? Какие среды испускают непрерывный спектр?

ЛИТЕРАТУРА

1. Савельев И.В. Курс общей физики. – М.: Наука, 1989, т.2, т.3.

2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. – М.: Высшая школа, 1989.

3. Наркевич И.И., Волмянский Э.И., Лобко С.И. Физика для втузов. Электричество и магнетизм. Оптика. Строение вещества. – Мн.: Высш. шк., 1994.

4. Сивухин Д.В. Курс общей физики: В 5 т. – М.: Наука, 1989–1993.

5. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высш. шк., 1990.

6. Бондар В.А., Мiкулiч А.С., Якавенка Ул.А. i iнш. Курс агульнай фiзiкi. Лабараторны практыкум. – Мазыр: Выдавецкi Дом «Белы Вецер», 2000.