Изучения спектра испускания атомарного водорода. Определение постоянной Ридберга и массы электрона

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Гомельский государственный университет имени Ф.Скорины»

Физический факультет

Отчет по лабораторной работе

Изучения спектра испускания атомарного водорода.

Определение постоянной Ридберга и массы электрона.

Выполнил:

Студент группы Ф-32

Кухаренко Александр

Гомель 2006

Лабораторная работа

Изучения спектра испускания атомарного водорода.

Определение постоянной Ридберга и массы электрона.

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 спектральных линий ртути.

Рисунок. Схема экспериментальной установки;

1-  ртутная лампа ДРШ- 250; 2- конденсор; 3- монохроматор УМ- 2;

4- входная щель прибора; 5- объективы коллиматора и зрительной трубы;

6- диспергирующая призма; 7- окуляр;

Основные формулы:

                                                        - длина волны

                                                         - волновое число

                                                        - постоянная Ридберга

                                                        - порядковый номер элемента в периодической

                                                        системе элементов Д. И. Менделеева

                                                        - стационарные состояния

                                                        - масса электрона

                                                        - заряд электрона

                                                        - приведённая постоянная Планка

                                                        - радиус орбиты      

Выполнение работы.

1.  Проградуировал монохроматор по спектру излучения ртути, составил градуировочную таблицу и построил градуировочный график:

                                   Таблица 1. Спектр ртути

7081,88	3370	5405,79	2628
6907,16	3322	5389,01	2616
6716,17	3264	5365,06	2594
6234	3088	5102,42	2440
6123,27	3040	5025,64	2378
6072,64	3018	4960,32	2300
5890,16	2934	4916,03	2260
5872,03	2922	4358,35	1590
5859,39	2916	4347	1572
5817,7	2890	4339,25	1558
5790,65	2880	4108,06	1160
5769,59	2872	4077,81	1102
5675,86	2818	4046,56	1032
5460,74	2688

Градуировочный график монохроматора, полученный по спектру излучения ртути

      Таблица 2. Спектр водорода

2.  По градуировочной кривой определил длины волн наблюдаемых спектральных линий водорода:

 

3.  Рассчитал для определённых длин волн соответствующие им волновые числа.

    

4.  По формуле  вычислил значение постоянной Ридберга

Z=1 для водорода

5.  По формуле  и найденным значениям  определил величину массы электрона :

    

    

6.  По формуле  рассчитал радиус первой боровской орбиты:

Вывод: В ходе эксперимента мы ознакомились со спектрами ртути и водорода,  вычислили постоянную Ридберга: , массу электрона:

 и радиус первой боровской орбиты: .                                     Сравнив полученные значения с табличными, сделали выводы о качестве метода эксперимента и полученных погрешностях, которые оказались вполне приемлемыми.