Изучение спин-орбитального взаимодействия электрона в атоме натрия по мультиплетной структуре спектра

Цель работы: наблюдение спектра натрия, снятие его вместе со спектром сравнения, измерение длин волн линий D₁ и D₂ желтого дублета натрия и вычисление по измеренным длинам волн энергии спин-орбитального взаимодействия в атоме натрия.

Расчетные формулы:

Формула для расчета экспериментальной энергии расщепления:

Формула для расчета теоретической энергии спин-орбитального взаимодействия (половина энергии расщепления):

где

h=(6,626201±0,00005)^.10^-27 эрг^.сек – постоянная Планка;

с=(2,99792±0,00005)^.10^{10 см}/_с – скорость света в вакууме;

m_Б=0,927^.10^{-20 эрг}/_Гс – магнетон Бора;

a_o =0,529 А^о – первый боровский радиус;

z^*=3,55 – эффективный заряд ядра.

Источники излучения: ртутная лампа и пламя спиртовки окрашенное хлоридом натрия (поваренной солью).

Приборы и принадлежности:

Наименование прибора	Назначение прибора	Предел измерения	Цена деления шкалы
Трехпризменный стеклянный спектрограф ИСП-51	Разложение света в спектр		0,001 мм	- отсчет по барабанчику входной щели коллиматора
		0,4 мм		- входная щель коллиматора
			0,1 мм	- фокусировка объектива

А также имеется линейка ПЗС, устанавливаемая на выходную щель монохроматора спектрографа ИСП-51. Она подключена к ЭВМ и с помощью соответствующего программного обеспечения производится снятие и обсчет спектров ртути и натрия.

Результаты эксперимента:

В результате настройки оборудования  - калибровки по спектру ртути мы получили значения волновых чисел `n<sub>1</sub> и`n₂ линий дублета натрия.

`n<sub>1</sub>=16943,5 <sup>1</sup>/<sub>см</sub>;`n₂=16967,1 ¹/_см; Dn=1 ¹/_см

Найдем экспериментальную энергию спин-орбитального взаимодействия:

Найдем теоретическую энергию взаимодействия: