Лабораторная работа по физике. 11 Лаб раб. Спектр водорода. Занятие Изучение водородного спектра

• Название: Занятие Изучение водородного спектра
• Анкор: Лабораторная работа по физике
• Дата: 15.06.2021
• Размер: 25.03 Kb.
• Имя файла: 11 Лаб раб. Спектр водорода.docx
• Тип: Занятие; #217654

Международная образовательная корпорация
Дисциплина: Физика	ФООД
4 кредит	2-семестр 2020-2021г
№11 лабораторная занятие «Изучение водородного спектра»	Ассоц. проф. Сутбеков Е.Р..,

Цель работы: исследование видимой части спектра излучения атома водорода.

Основные задачи:

1. градуировка монохроматора;

2. изучение линий серии Бальмера и определение постоянной Ридберга.
Краткая теория

Спектр излучения является важной характеристикой вещества, которая позволяет установить его состав, некоторые параметры его строения, свойства атомов и молекул.

Атомы газы испускают линейчатые спектры, состоящие из групп отдельных спектральных линий, называемых спектральными сериями. Для спектра излучения атома водорода длины волн спектральных линий определяются формулой Бальмера:

, (1)
где λ – длина волны спектральной линии; R – постоянная Ридберга; n – номер энергетического уровня, на который переходит электрон после излучения; m – номер энергетического уровня, с которого переходит электрон.

В данной работе изучаются четыре первые линии серии Бальмера. Они имеют следующие обозначения:

Н_α – красная линия (m = 3),

H_β – сине-голубая (m = 4),

Нγ - голубая (m = 5),

Н_δ - фиолетовая (m = 6).
Описание установки

Источниками излучения являются: 1. газоразрядная трубка с гелием, используемая для градуировки и 2. исследуемая газоразрядная трубка с водородом с блоками питания. Монохроматор со стеклянной призмой служит для наблюдения спектральных линий и определения длины волны.


Выполнение работы на компьютере

1. Из списка виртуальных лабораторных работ по Физике выбрать ОТТ-17К и двойным нажатием на левую кнопку мыши открыть эту работу. В появившемся титульном листе можно последовательно ознакомиться с основным меню, включающим краткую теорию, тесты допуска и тесты защиты, выполнение лабораторной работы.

Задание 1. Градуировка шкалы монохроматора

2.1 Выбрав в меню пункт «Выполнение лабораторной работы», подключить в качестве источника газоразрядную трубку с гелием.

2.2 Установить барабан на деление 2450, при этом должна наблюдаться желтая линия спектра.

2.3 Последовательно совмещая с индексом линии гелия от красной до фиолетовой, делать отсчеты по барабану монохроматора. Всего должно быть 11 линий (см. таблицу 2).

2.4 Результаты наблюдений и вычислений представить в виде таблицы 1.

2.5 Построить градуировочный график зависимости показаний барабана от длин волн.
Таблица 1 – Данные для градуировочной кривой

№ опыта	Цвет линии	Длина волны, нм	Показания барабана, дел.
1	Желтая	587,6	2450
2	…	…	…

Таблица 2 – Длины волн линий гелия

Цвет	Длина волны, нм
1. Красная линия	728,1
2. Красная линия	706,5
3. Красная линия	667,8
4. Желтая линия	587,6
5. Зеленая линия	501,6
6. Зеленая линия	492,2
7. Голубая линия	471,3
8. Синяя линия	447,1
9. ая линия	438,8
10. Красная линия	412,1
11. Красная линия	402,6

2.6 Заменить газоразрядную трубку с гелием на газоразрядную трубку с водородом.


Задание 2. Изучение линий серии Бальмера и определение постоянной Ридберга

3.1 Повторить для исследуемой газоразрядной трубки с водородом п.2.3, т.е. пройти от красной до фиолетовой линии весь видимый спектр излучения атомарного водорода, относящийся к серии Бальмера.

3.2 Занести в таблицу 3, полностью совпадающую с таблицей 1, значения отсчетов по барабану монохроматора для четырех наиболее ярких линий спектра атомарного водорода Н_α, H_β, Нγ, Н_δ серии Бальмера.

3.3 По градуировочному графику, построенному ранее в соответствии с данными таблицы 1, определить длины волн линий.

3.4 По формуле (1) для четырех линий серии Бальмера вычислить четыре значения постоянной Ридберга. Найти среднее значение постоянной, оценить погрешность результата и сделать выводы.

Выводы:
Контрольные вопросы

1. 
   В каком состоянии должен находиться водород для получения его линейчатого спектра?
   
2. 
   Какие серии в спектре излучения атомов водорода имеют место?
   
3. 
   Сколько серий существует в видимой части спектра излучения водорода?
   
4. 
   Что обозначают квантовые числа n и m в формуле Бальмера?
   
5. 
   Какое практическое значение имеет известное значение постоянной Ридберга?
   

Литература

1. 
   Крэйн К.С. Заманауи физика [Мәтін]. 2-бөлім: Оқулық / К.С. Крэйн; /Ауд. Н.А.Маженов, Ж.Т.Камбарова, О.Маженова.- Алматы: ЌР жоғары оқу орындарының қауымдастығы, 2014.- 392 бет.
   
2. 
   Эткинс П. Физикалық химия: [Мәтін]. 3-бөлім. Жылдамдықтар өзгеруінің механизмдері: Оқулық / П. Эткинс, Паула Дж.де.- Алматы: ҚР жоғары оқу орындарының қауымдастығы, 2014.- 512 б.
   
3. 
   Иродов И.Е. Квантовая физика.Основные законы [Текст] / И.Е. Иродов.- 5-е издание, стереотипное.- М.: Бином, 2014.- 256 с.
   
4. 
   Абдула Ж. Физика курсының лекциялары [Мәтін]: Оқу құралы / Ж. Абдула, Т. Аязбаев.- Алматы: ЖШС РПБК "Дәуір", 2012.- 528 бет.- (АВ).
   
5. 
   Кониши К. Кванттық механика [Мәтін]: Жаңа көзқарас / К. Кониши; ауд.С.Қ.Сахиев.- Алматы, 2013.- 448 б.
   
6. 
   Ташимбетова А.Т. Физика-ІІ пәнінен студенттің өзіндік жұмысын(СӨЖ) орындауға арналған әдістемелік нұсқау [Мәтін]: Труды ППС МОК / Алматы: ҚазБСҚА "Құрылыс және сәулет" баспа үйі, 2011.- 70бет.
   
7. 
   Аймагамбетова З.Т. Абетов М.А. Методические указания для выполнения виртуальных лабораторных работ.- Алматы: Изд. дом КазГАСА "Строительство и Архитектура", 2011.- 20с.