2. Описание установки и метода измерений

Работа выполняется на промышленном универсальном монохроматоре со стеклянной оптикой УМ-2, используемом в видимой области спектра. Его оптическая схема, изображенная на рис. 63, 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 90°. Объективы 1, 5 можно перемещать вдоль оптических осей 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 приводит к повороту призменного столика. По шкале барабана отмечается угол его поворота, который можно проградуировать по известному спектру. Ширину входной щели регулируют вручную.

3. Порядок выполнения работы

Задание 1. Градуировка монохроматора.

1. Результаты измерений заносите в таблицу.

i	Цвет линии	λ,	Отсчет по барабану монохроматора,m

2. Подайте напряжение на электроды газоразрядной лампы, наполненной парами ртути.

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

4. Наведите визирную нить зрительной трубы на линии спектра, длины волн которых приведены на рис. 64, и произведите отсчет m по барабану.

5. По полученным данным постройте градуировочную кривую λ = f(m).

Задание 2. Изучение спектра водорода и определение постоянной Ридберга.

1. Результаты измерений и расчетов, а также единицы измерения величин заносите в таблицу

Цвет линии	Отсчет m по барабану	λ,	n1	n2	R,	Rср ,	ϕ,
Красный			2	3
Зеленый			2	4
Фиолетовый			2	5

2. Включите газоразрядную лампу, наполненную водородом.

3. Выполните пп. 2 и 3 задания 1.

4. Пользуясь градуировочным графиком задания 1, определите длины волн λ спектральных линий водорода. По формуле ν = с/λ определите частоты этих спектральных линий (с = 3⋅10⁸м/с – скорость света).

5. По формуле вычислите постоянную Ридберга R, используя значения ν, а также n₁и n₂для каждой линии. Найдите среднее значение Rср.

6. Вычислите потенциал ионизации ϕатома водорода по формуле

4. Вопросы для самоконтроля

1. Что представляют собой атомные спектры, серия спектральных линий? 2. Какие серии спектральных линий наблюдаются в спектре водорода? 3. Сформулируйте постулаты Бора. 4. На чем основана теория атома водорода по Бору? Ее недостатки. 5. В чем заключается квантовая теория строения атома водорода (по Бору)? 6. Каков физический смысл R и ϕ?