оптика. Практикум Оптика и атомная физика

• Название: Практикум Оптика и атомная физика
• Дата: 05.03.2023
• Размер: 2.29 Mb.
• Имя файла: оптика.doc
• Тип: Практикум; #969896
• страница: 9 из 9

Измерение и обработка результатов.

В стеклянной газоразрядной трубке, наполненной водородом, с помощью пускового устройства (блока питания) зажигают тлеющий разряд. Электроны и ионы газоразрядной плазмы, сталкиваясь с атомами водорода, переводят их в возбужденное состояние, последние, возвращаясь в стационарное состояние, излучают световые кванты. Но поскольку водород – это газ, большинство молекул которого являются двухатомными, то на изучаемый нами линейчатый спектр атомарного водорода накладывается полосатый спектр излучения водорода молекулярного, чем и объясняется наличие множества слабых оранжево-желтых и темно-зеленых полос между линиями Н_α и Н_β .

Наблюдение спектра излучения водорода осуществляется с помощью монохроматора.

1. Включают пусковое устройство и, глядя в окуляр монохроматора, вращением барабана добиваются хорошей видимости красной линии Н_α (см.инструкцию на установке).Определяют положение красной линии, ведя отсчет в углах поворота барабана монохроматора. Аналогично определяют положение остальных линий серии Бальмера.

2. Пользуясь градуировочной кривой, находят длины волн излучения, соответствующие линиям Н_α, Н_β, Н_γ, Н_δ и заносят их в таблицу.

3. Рассчитывают частоту излучения α, β, γ, δ квантов по формуле (12).

4. По известным для каждой линии главным квантовым числам и подсчитанной частоте кванта по формуле (11) определяют опытное значение постоянной Ридберга.

5. По формуле (10) вычисляют теоретическое значение постоянной Ридберга.

6. Определяют ошибку опытного значения по отношению к теоретическому по формуле:

Все вычисления вести в системе СИ, используя следующие значения физических постоянных:
с=3·10⁸м/с; ε₀=8,85·10^-12Ф/м; m=9,1·10^-31кг; h=6,62·10^-34Дж·с; е=1,6·10^-19Кл
Опытные и расчетные данные сводят в таблицу:

цвет и индекс спектральной линии водорода	длина волны		частота квантов	квантовые числа		постоянная Ридберга		относит. ошибка, %
	А	м		n1	n2	из опыта	по формуле
ярко-красная				2	3		-	-
зелено-голубая				2	4		-	-
фиолетовая				2	5		-	-
слабо-фиолетовая				2	6		-	-
среднее значение

Контрольные вопросы:

1. 
   Какой должен быть спектр излучения атома водорода по модели Резерфорда?
   
2. 
   Постулаты Бора.
   
3. 
   Понятие полной энергии электрона в атоме.
   
4. 
   Основное (нормальное) и возбужденное состояние электрона в атоме.
   
5. 
   Что такое спектр излучения, серия излучения, линия излучения?
   
6. 
   Какие бывают спектры излучения и поглощения?
   
7. 
   Недостатки боровской теории атома.
   
8. 
   Доказать, что линию α в серии Лаймана невозможно наблюдать визуально.
   

Литература

1. И.В.Савельев Курс общей физики, т3.- М.: «Наука» 1978,

2. Т.И.Трофимова Курс физики, М.: «Высшая школа», 2002г., С.386-393

3. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф Курс физики, т.3. – М.: «Высшая школа», 1979г. С.272-283