Изучение спектра испускания атомарного водорода. Определение постоянной Ридберга и массы электрона (Отчет по лабораторной работе № 2)

Цель работы: экспериментально изучить спектры испускания атомов ртути и водорода в видимой области; на основе спектроскопических измерений рассчитать значения постоянной Ридберга для водорода, массы электрона и радиуса первой боровской орбиты.

Приборы и оборудование: монохроматор УМ-2, ртутная лампа ДРШ-25 с блоком питания, газоразрядная водородная трубка с блоком питания, атлас спектральный линий ртути.

Теоретическое обоснование:

v² ,             (1)    

                  (2)

  ,     (3) 

  .              (4)           

 

1) Спектр ртути

Таблица №1

Деления шкалы барабана	Длина волны, Å
3352	6907,16
3291	6716,7
3117	6234
3069	6123,27
3047	6072,64
2914	5790,65
2892	5769,59
2715	5460,74
2107	5102,42
1610	4960,32
1570	4916,03
898	4358,35
889	4347
339	4046,56

 График №1

2) Спектр водорода                                                                                                                                         

Таблица №2

Линии серии   Бальмера	Hα	Hβ	Hγ	Hδ
Деление шкалы	2494	1846	1604	1210

λ_α=5060 Å                                             ν₁= 1,976*10^-4

λ_β=5002 Å                                             ν₂=1,999*10^-4

λ_γ=4958 Å                                             ν₃=2,01*10^-4

λ_δ=4570 Å                                             ν₄=2,188*10^-4

3)

, 

R₁=1,041142*10⁷ м^-1

R₂=1,066133*10⁷ м^-1

R₃=1,03431*10⁷ м^-1

R₄=0,98459*10⁷ м^-1

R_ср=1,03154375*10⁷ м^-1

 

R=1.0973*10⁷ м^-1

.

m₁=(4*3.14*300000000м\c*1,055*10^-34*1,041142*10⁷м^-1)/((1,602*10-¹⁹)⁴Кл*(111,206*10¹²)²)=9,3231*10^-31кг

m₁=(4*3.14*300000000м\c*1,055*10^-34*1,066133*10⁷м^-1)/((1,602*10-¹⁹)⁴Кл*(111,206*10¹²)²)=9,3354*10^-31кг

m₁=(4*3.14*300000000м\c*1,055*10^-34*1,03431*10⁷м^-1)/((1,602*10^-19)⁴Кл*(111,206*10¹²)²)=9,3157*10^-31кг

m₁=(4*3.14*300000000м\c*1,055*10^-34*0,98459*10⁷м^-1)/((1,602*10^-19)⁴Кл*(111,206*10¹²)²)=9,3102*10^-31кг

m_ср=9,3211*10^{-31 кг}

Масса m_e= 9,109 389·10^{-31 кг}

  

табл =0,053*10^-9м

=(1,1132266*10^-68*1)/(1,112*10^-10*9,3231*10^-31кг*(1*(1,602*10^-19Кл)²))= 0,04184*10^-9м

=(1,1132266*10^-68*1)/(1,112*10^-10*9,3354*10^-31кг*(1*(1,602*10^-19Кл)²))= 0,04178*10^-9м

=(1,1132266*10^-68*1)/(1,112*10^-10*9,3157*10^-31кг*(1*(1,602*10^-19Кл)²))= 0,04187*10^-9м

=(1,1132266*10^-68*1)/(1,112*10^-10*9,3102*10^-31кг*((1*1,602*10^-19Кл)²))= 0,04189*10^-9м

 r_ср=0,041845*10^-9м

0,053*10^-9м 0,041845*10^-9м

Выводы:

В ходе данной работы был построен градировочный график, благодаря которому были определены длины волн λ наблюдаемых спектральных линий, что позволило рассчитать постоянную Ридберга для водорода, массу электрона и первую боровскую орбиту, которые совпадают с табличными значениями  в пределах погрешности измерения.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. Ф. СКОРИНЫ

Отчет

по лабораторной работе

на тему:

“ ИЗУЧЕНИЕ  СПЕКТРА  ИСПУСКАНИЯ  АТОМАРНОГО ВОДОРОДА.  ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ПОСТОЯННОЙ  РИДБЕРГА  И  МАССЫ  ЭЛЕКТРОНА”

Выполнили студенты                                                                            Тимошенко А.В.

группы Ф-32                                                                                          Левин Д.И.

Проверил                                                                                                Купо А.Н.

г. Гомель

2008