Лабораторный практикум по оптике, содержащий описание 21 лабораторной работы, страница 54

3.  Раскрывают щель выходной трубы и устанавливают окуляр таким образом, чтобы видеть спектр ртутных паров.

4.  Вращая барабан 13, совмещают визирную линию с красной линией спектра и снимают отсчет по шкале барабана 13. Аналогично поступают и для других линий спектра.

5.  Строят градуировочную кривую монохроматора, откладывая по оси абсцисс длину волны λ, а по оси ординат деления шкалы. Длины волн для спектральных линий ртути различного цвета приведены в таблице.

Цвет линий	Фиоле-товая	Синяя	Св. голу-бая	Зеле-ная	Жел-тая	Крас-ная
λ, Ǻ	4062	4358	4916	5461	5780	6234

УПРАЖНЕНИЕ II

Определение постоянной Планка

1.  Вместо ртутной лампы на оптический рельс помещают лампу сплошного спектра.

2.  Между лампой и щелью монохроматора помещают на столике плоскую стеклянную кювету с водным раствором двухромовокислого калия.

3.  Фокусируют на нее излучение лампы.

4.  Через выходную трубу окуляра наблюдают сплошной спектр и спектр поглощения двухромовокислого калия (широкую темную полосу).

5.  Снимают отсчет по шкале барабана, соответствующей наибольшей длине волны λ, с которой начинается поглощение (2-3 мм от желтой линии).

6.  По градуировочной кривой находят длину волны λ, соответствующую границе поглощения.

7.  По формуле (17.3) вычисляют постоянную Планка.

8.  Вычисленное значение h сопоставляют с табличным значением h_T=6,62·10^–34 Дж·с и вычисляют относительную погрешность по формуле:

9.  Делают вывод.

УПРАЖНЕНИЕ III

Изучение спектра водорода и определение
постоянной Ридберга

1.  Убирают кювету с раствором двухромовокислого калия.

2.  Вместо лампы сплошного спектра на оптический рельс помещают рейтер с водородной трубкой, соединенной с высоковольтным индуктором.

3.  Подключают к высоковольтному индуктору источник питания на 12 вольт.

4.  Замыкают ключ высоковольтного индуктора и зажигают водородную трубку.

5.  Перемещением линзы по оптическому рельсу фокусируют излучение водородной трубки на щель монохроматора.

6.  Вращением барабана 13 выводят в поле зрения выходной трубы монохроматора спектр водорода (спектральную серию Бальмера).

7.  Совмещают визирную линию монохроматора с красной линией спектра водорода и снимают отсчет по шкале барабана 13.

8.  Аналогичные измерения делают для зеленой и голубой линий спектра водорода.

9.  Используя градуировочный график, определяют длины волн линий спектра водорода.

10. По формуле (17.18) вычисляют постоянную Ридберга, соответственно, для красной длины волны, где m=2, и n=3; для зеленой – где m=2, и n=4; и голубой, где m=2, и n=5. Следует помнить, что в формулу (17.18) подставляются значения λ, определенные из графика для соответствующих линий спектра водорода.

11. Вычисляют среднее значение постоянной Ридберга R, а также относительную погрешность по формуле

,

где R_T  – табличное значение постоянной Ридберга.

12. Делают вывод.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.  Как определяется постоянная Планка в работе?

2.  Как образуются спектральные серии в спектре водорода?

3.  Как определяется постоянная Ридберга в работе?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №18

ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОЭЛЕМЕНТА

Цель работы: исследовать свойства газонаполненного фотоэлемента:

а) снятие световой характеристики,

б) снятие вольтамперной характеристики,

в) определение чувствительности фотоэлемента.

Приборы и принадлежности: фотоэлемент типа ЦГ-4; эталонная лампа (включается через трансформатор на 6 В); микроамперметр; потенциометр; вольтметр на 150-300 В; оптическая скамья с ползунком.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Явление испускания электронов веществом под действием падающего света называется фотоэффектом. Различают внешний фотоэффект, когда испущенные электроны покидают пределы тела, и внутренний фотоэффект, когда электроны, потерявшие связь со своими атомами, остаются внутри тела, изменяя его электропроводность.