Инструкция к лабораторным работам

• Название: Инструкция к лабораторным работам
• Дата: 25.01.2023
• Размер: 5.94 Mb.
• Имя файла: 131945z-LAB-fizika-4TOP(s).doc
• Тип: Инструкция; #904255
• страница: 7 из 7

Рис. 2. Схема экспериментальной установки. 1, 3 – щель, 2 – собирающая линза, 4 – призма, 5 – окуляр.
Излучение водорода генерируется в газоразрядной лампе ТВС-15, подключенной к источнику высокого напряжения – катушке Румкорфа (рис. 2). Для питания катушки служит понижающий трансформатор, на обмотку которого, в свою очередь, подается пульсирующее напряжение. Пройдя через систему щелей 1 и 3 и собирающую линзу 2, луч света попадает в универсальный монохроматор УМ-2, где с помощью призмы 4 разлагается в спектр. Угол поворота призмы устанавливается с помощью барабана, который проградуирован по длинам волн. Наблюдение спектральных линий водорода производится через окуляр 5. Градуировочный график монохроматора находится на лабораторном столе.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ЗАДАНИЯ

ВНИМАНИЕ. ПРИ РАБОТЕ НЕ ПРИКАСАТЬСЯ К ИСТОЧНИКУ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ. СМЕЩАТЬ ШТАТИВЫ И ВРАЩАТЬ РАЗЛИЧНЫЕ ДЕТАЛИ МОНОХРОМАТОРА НЕ РАЗРЕШАЕТСЯ.

1. 
   Вращая барабан по часовой стрелке до упора, установить бегунок в положение, соответствующее минимальному значению по шкале барабана.
   
2. 
   Включить установку в сеть и нажать на пусковую кнопку. При этом лампа должна светиться розовым светом.
   
3. 
   Вращая барабан, совместить красную линию спектра с флажком, видимым в окуляр монохроматора. Снять показания со шкалы барабана.
   
4. 
   Повторить предыдущий пункт для сине-голубой и фиолетовой линий.
   
5. 
   По градуировочному графику монохроматора (см. ниже) определить длины волн красного, сине-голубого и фиолетового света в спектре атома водорода. Полученные данные занести в таблицу.
   

   цвет линии	показания барабана	, нм	n	k	R, м-1	Rср , м-1	Rтеор , м-1	ΔR, м-1	R , %
   красный	2900		2	3
   сине-голубой	1900		2	4
   фиолетовый	1250		2	5
   Табличные данные: me=9,110-31 кг; е=1,610-19 Кл; 0=8,8510-12 Ф/м; h=6,6210-34 Джс; c=3108 м/c.

6. 
   Определить экспериментальные значения постоянной Ридберга для каждой длины волны по формуле: . Данные занести в таблицу. Определить среднее значение R_{cр .}
   
7. 
   Рассчитать теоретическое значение постоянной Ридберга по формуле и сравнить его с экспериментально полученным. Рассчитать погрешности измерений. Сделать выводы по работе.
   

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. 
   Сформулировать постулаты Бора.
   
2. 
   Что называется главным квантовым числом? Записать зависимость радиуса орбиты и полной энергии электрона в атоме водорода от n.
   
3. 
   Что называется серией линий, и как они возникают? Назовите серии спектральных линий для атома водорода.
   
4. 
   Почему для экспериментального наблюдения выбрана серия Бальмера?
   

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

1. На рисунке представлена диаграмма энергетических уровней атома водорода. Поглощение фотона с наибольшей длиной волны происходит при переходе, обозначенном стрелкой под номером …

2. На рисунке изображены стационарные энергетические уровни атома водорода, согласно модели Бора, а также условно изображены переходы электрона с одного уровня на другой, сопровождающиеся излучением кванта энергии. В ультрафиолетовой области спектра эти переходы дают серию Лаймана, в видимой области дают серию Бальмера. Отношение минимальной частоты кванта энергии серии Лаймана к максимальной частоте кванта энергии серии Бальмера равно …

3. Закон сохранения момента импульса накладывает ограничения на возможные переходы электрона в атоме с одного уровня на другой (правило отбора). Какие переходы в энергетическом спектре атома водорода (см. рис.) являются запрещенными?

4. Электрон выбивается из атома водорода, находящегося в основном состоянии, фотоном с энергией 16,5 эВ. Определить скорость электрона за пределами атома. Энергия электрона в основном состоянии равна -13,6 эВ.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
ГРАДУИРОВОЧНЫЙ ГРАФИК МОНОХРОМАТОРА



ОТЧЕТ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ КОНСПЕКТ (ответы на контрольные вопросы):

ВЫЧИСЛЕНИЯ:

ВЫВОДЫ: