Методика выполнение работы

Выполнение работы начните с изучения экспериментальной установки (см. рис.2). Для наблюдения спектра атома водорода включите источник высокого напряжения (рис.2, поз.2) выключателем, расположенным на его задней стенке. Высокое напряжение с двух нижних клемм 4 (рис.4) этого источника подается на спектральную трубку. Вращением по часовой стрелке ручки 2 регулировки напряжения добейтесь зажигания спектральной трубки, которое происходит при напряжении от 2 до 4 кВ. Величина этого напряжения измеряется вольтметром 1 (рис.4).

Рис.4. Передняя панель источник высокого напряжения

1 – вольтметр; 2 – ручка регулировки напряжения;
3 – ручка переключения диапазонов напряжения; 4 – клеммы.

Наблюдение спектральных линий серии Бальмера проводится в соответствии со схемой, представленной на рис.3. При этом хорошо выявляются три пары спектральных линий – красного, зелено-синего и фиолетового цвета.

Измерьте расстояние s между решеткой и шкалой с помощью измерительной рулетки и расстояние 2l между дифракционными максимумами первого и минус первого порядков для каждой пары линий, используя для этого курсоры измерительной шкалы (рис.2, поз.4).

Выключите источник высокого напряжения, предварительно установив ручку регулировки напряжения в крайнее положение, вращая ее против часовой стрелки.

Вычислите длины волн в соответствии с соотношением (9), приняв постоянную решетки . Определите погрешности измерения, пользуясь формулой:

. (10)

Используя соотношение (5) при и , вычислите постоянную Ридберга, ее среднее значение и погрешность. Сравните полученный результат с табличным значением. Сделайте вывод.

Результаты измерений и вычислений внесите в таблицу.

Таблица

Используя рис.1 и найденные значения Δ Е для соответствующих переходов, вычислите значения уровней энергии для n ₁ = 3, 4, 5. Сравните экспериментальные результаты с теоретическими значениями, показанными на рис.1.

При проведении вычислений используйте следующие справочные данные:

Постоянная Планка Дж× с;

Скорость света в вакууме м/с;

Электрическая постоянная Ф/м;

Заряд электрона Кл;

Масса электрона кг.

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте постулаты Бора.

2. Получите формулу (4) исходя из теории Бора для атома водорода.

3. Что называется серией Бальмера?

4. Что такое энергия связи?

5. Напишите условие главных максимумов для дифракционной решетки.