атомная физика на английском. Методическое пособие по лабораторному практикуму Атомная физика часть 1 для студентов 3 5 курсов физического факультета

• Название: Методическое пособие по лабораторному практикуму Атомная физика часть 1 для студентов 3 5 курсов физического факультета
• Анкор: атомная физика на английском
• Дата: 09.08.2022
• Размер: 0.88 Mb.
• Имя файла: phys_atom.doc
• Тип: Методическое пособие; #643011
• страница: 8 из 8

2. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Оптическая схема экспериментальной установки показана на рис. 2.



Основным элементом установки является водородная и ртутная лампы с источниками питания 1, конденсор 2, монохроматор МУМ 3, фотодиод 4. Источники света представляют собой кварцевые баллоны с впаянными внутрь электродами и наполненные соответствующим рабочим веществом: водород, пары ртути. Давление и условия разряда в водородной лампе подобраны таким образом, что в спектре свечения на фоне молекулярного спектра проявляются яркие линии атомов водорода и дейтерия. Ртутная лампа типа ПРК служит для получения спектра ртути, используемого как реперный (опорный) для градуировки спектрографа.

3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. 
   Снять зависимость U() для ртутной лампы:
   

а. Включить ртутную лампу.

б. Сфокусировать световой пучок на входную щель монохроматора.

в. Произвести развертку по длинам волн при этом записывая значения ЭДС регистрируемой фотодиодом.

2. Снять зависимость U() для водородной лампы:

а. Включить водородную лампу.

б. Сфокусировать световой пучок на входную щель монохроматора.

в. Произвести развертку по длинам волн при этом записывая значения ЭДС регистрируемой фотодиодом.

3. Измерить расстояние между линиями ртути и водорода.

4. По найденным расстояниям, зная разность длин волн между соответствующими линиями ртути, построить кривую дисперсии прибора (зависимость d/dl от )

5. Используя кривую дисперсии и измеренные расстояния между линиями водорода, определить длины волн  линий H_, H_, H_, H_.

6. Определить постоянную Ридберга и энергию ионизации для атома водорода.
4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. 
   Теория Бора для атома водорода (постулаты Бора, правила квантования, энергия атома).
   
2. 
   Сформулируйте постулаты Бора.
   
3. 
   Что такое серии излучения? Термы? Покажите на схеме энергетических уровней атома водорода переходы, соответствующие серии Бальмера.
   
4. 
   Запишите формулу Бальмера для серии Лаймана и Пашена.
   
5. 
   Применяя постулаты Бора для атома водорода, вывести формулу Бальмера.
   
6. 
   Как с помощью постулатов Бора объяснить линейчатые спектры атомов?
   
7. 
   Что называется потенциалом ионизации и чему он равен у атома водорода?
   
8. 
   Что называется потенциалом возбуждения и как определить второй потенциал возбуждения атома водорода.
   
9. 
   Почему спектр поглощения атома водорода содержит только серию Лаймана?
   
10. 
    Какими способами можно перевести атом вещества в возбужденное состояние?
    
11. 
    Найдите границы серии Бальмера. Почему из различных серий атома водорода первой была изучена серия Бальмера?
    
12. 
    Что называется главным, орбитальным и магнитным квантовыми числами?
    
13. 
    Изотопический сдвиг.
    
14. 
    Основные сведения квантово-механической теории атома водорода (волновая функция, орбитальный и собственный моменты импульса, квантовые числа).
    

ПРИЛОЖЕНИЕ

РЕКОМЕНДОВАННЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПОСТОЯННЫХ И КОЭФФИЦИЕНТОВ ПЕРЕВОДА

Величина	Символ	Значение
Скорость света в вакууме	c	2.99792458108ms-1
Магнитная проницаемость вакуума	0	410-7Hm-1
Диэлектрическая постоянная вакуума, 1/0с2		8.854187817…10-12Fm-1
Элементарный заряд (протона)	e	1.60217733(49)10-19C
Гравитационная постоянная	G	6.67259(85)10-11Nm2kg-2
Унифицированная атомная единица массы	mu	1.6605402(10)10-27kg
Массы покоя:
электрона	me	9.1093897(54)10-31kg
	me/mu	5.48579903(13)10-4
протона	mp	1.6726231(10)10-27kg
	mp/mu	1.007276470(12)
	mp/me	1836.152701(37)
нейтрона	mn	1.6749286(10)10-27kg
	mn/mu	1.008664904(14)
Энергия эквивалентная массе покоя:
электрона, mec2/(e/C)		0.51099906(15)Mev
протона, mpc2/(e/C)		938.27231(28)Mev
нейтрона, mnc2/(e/C)		939.55663(28)Mev
Постоянная Планка	h	6.6260755(40)10-34Js
h/2		1.05457266(63)10-34Js
Постоянная Ридберга, 02mee4c3/8h3	R	1.0973731534(13)107m-1
Постоянная тонкой структуры, 0e2c/2h		7.29735308(33)10-3
(0e2c/2h)-1	-1	137.0359895(61)
Энергия Хартри, 2Rhc	Eh	4.3597482(26)10-18J
Радиус Бора, h2(0c2mee2)	a0	5.29177249(24)10-11m
Радиус элетрона, 0e2/(4me)	re	2.81794092(38)10-15m
Комптоновская длина волны:
электрона, h/mec	C	2.42631058(22)10-12m
протона, h/mpc	C,p	1.32141002(12)10-15m
нейтрона, h/mnc	C,n	1.31959110(12)10-15m
Постоянная Авогадро	L, NA	6.0221367(36)1023mol-1
Постоянная Фарадея	F	9.6485309(29)104Cmol-1
Молярная газовая постоянная	R	8.314510(70)JK-1mol-1
Постоянная Больцмана, R/L	k	1.380658(12)10-23JK-1
Постоянная Стефана - Больцмана		5,67051(19)10-8Wm-2K-4
Первая постоянная излучения, 2hc2	c1	3.7417749(22)10-16Jm2s-1
Вторая постоянная излучения, hc/k	c2	1.438769(12)10-2mK
Магнетон Бора	B	9.2740154(31)10-24JT-1
Ядерный магнетон	N	5.0507866(17)10-27JT-1
Гиромагнитное отношение протона	p	2.67522128(81) 108s-1T-1
	p/2	4.2577469(13)107HzT-1
		 JT-1
		
Квант магнитного потока, h/2e	0	2.0678346(61)10-15Vs
Магнитный момент электрона	e	9.2847701(31)10-24 JT-1
в магнетонах Бора	e/B	1.001159652193(10)
Магнитный момент протона	p	1.41060761(47)10-26JT-1
в магнетонах Бора	p/B	1.521032202(15)10-3