laba 7 спектр водорота физика
.doc
Министерство Образования Российской Федерации
Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники
Кафедра физики
Отчет
Лабораторная работа по курсу общей физики
ИЗУЧЕНИЕ СПЕРТРА АТОМА ВОДОРОТА
Преподаватель: Студенты гр. 121-2
____________ А.C. Климов _______ Д. Устюгов
«23» октября 2012 г. _______ П. Калугин
_______ И. Канигиров
«23» октября 2012 г.
2012 г.
Введение:
Целью данной работы является изучение спектров атомов водорода, экспериментальному определению постоянной Ридберга, реконструкции части энергетической диаграммы атома водорода.
1 Описание экспериментальной установки и методики измерений:
Схема экспериментальная установки представлена на рисунке 1.1
1-источник света, 2- входная щель спектроскопа, 3-входной объектив,
4-сложная спектральная призма, 5-микрометрический винт с отчетным бараном, 6-входной объектив, 7-указатель, 8-окуляр
Рисунок 1.1 - Схема экспериментальной установки
2 Основные расчётные формулы: Постоянная Ридберга:
(2.1) где λ – длина волны спектральных линий;
n – главное квантовое число.
3 Результаты работы и их анализ.
Полученные данные градуировки по спектру ртути сведены в таблицу 3.1
Линия(цвет) |
φ, град |
λ, нм |
1 фиолетовая 1 |
500 |
404,7 |
2 фиолетовая 2 |
568 |
407,8 |
3 синяя |
1050 |
435,8 |
4 голубая |
1720 |
491,6 |
5 зеленая |
2144 |
546,1 |
6 желтая 1 |
2320 |
577 |
7 желтая 2 |
2338 |
579,1 |
8 красная 1 |
2550 |
623,4 |
9 красная 2 |
2820 |
690,7 |
Таблица 3.1 – Данные градуировки по спектру ртути.
Построим градуировачный график φ(λ).
Рисунок 3.1 Градуировачный график φ(λ)
Используя график, определяем значения длин волн линий спектра водорода. Данные заносим в таблицу 3.2.
-
-
Таблица 3.2 – Экспериментальные данные спектра атома водорода
Линия(цвет) |
φ, град |
λ, нм |
1 фиолетовая 1 |
980 |
432 |
2 фиолетовая 2 |
1128 |
442 |
3 голубая |
1680 |
488 |
4 красная |
2650 |
645 |
Проверим справедливость формулы Бальмера. Для этого нужно построить график зависимости 1/λ(1/n2). Рассчитываем необходимые данные, заносим в таблицу 3.3.
Таблица 3.3 – Данные для построения зависимости 1/λ(1/n2)
n |
1/λ, нм-1 |
1/n2 |
3 |
0,00155 |
0,11 |
4 |
0,00205 |
0,06 |
5 |
0,00226 |
0,04 |
6 |
0,00231 |
0,03 |
Построим график линейной зависимости 1/λ(1/n2).
Рисунок 3.2 График линейной зависимости 1/λ(1/n2)
Из графика определяем постоянную Ридберга, как угловой коэффициент линейной зависимости 1/λ(1/n2) по формуле (3.1).
R = (0,00231 – 0,00155)/(0,11 – 0,03) = 0,0097 (нм-1)
Произведём сравнение полученного значения постоянной Ридберга с табличным. Rтабл = 109737,316 см -1 = 0,01097 нм-1
((R – Rтабл) / Rтабл) ∙ 100% = ((0,0097 – 0,01097) / 0,01097) ∙ 100% = 11,5 %.
Используя полученные из опыта значения длин волн построим фрагмент энергетического спектра атома водорода.
Рисунок 3.3- Фрагмент энергетического спектра атома водорода
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе лабораторной работы был изучен спектр излучения атомов водорода. Был построен график линейной зависимости 1/λ(1/n2), по которому удалось определить постоянную Ридберга (R).
R =0,0097 (нм-1)
Ошибка определения постоянной Ридберга составила 4,8%.
Был построен фрагмент энергетического спектра атома водорода.