ВУЗ:
Составители:
Ширина входной щели регулируется микрометрическим винтом так, чтобы были видны даже слабые линии спектра
и, в то же время, наиболее яркие линии не резали глаз. В процессе измерений величину входной щели не рекомендуется
трогать.
Отчётным устройством прибора является барабан, проградуированный в относительных единицах, который механи-
чески соединён с системой диспергирующих призм.
Ртутно-кварцевая лампа сверхвысокого давления типа ДРШ является мощным источником излучения в видимой и
ультрафиолетовой частях спектра. В данной работе она предназначена для градуировки монохроматора (длины волн ос-
новных линий спектра паров ртути считаются известными).
Водородная трубка содержит водород в молекулярном виде, а также микропримеси других газов. При электриче-
ском разряде в трубке, вследствие диссоциации, появляются атомы водорода. Поэтому кроме характерных для атомарно-
го водорода спектральных линий могут быть видны более слабые по интенсивности и близко расположенные друг от
друга линии излучения молекулярного водорода и атомов примесей. Вместо водородной трубки может быть использова-
на дейтериевая лампа, обладающая аналогичным спектром.
Порядок выполнения работы
Внимание! Перед началом работы следует ознакомиться с описанием экспериментальной установки (рис. 3.1).
Задание 1. Построение градуировочного графика
1. Установите ртутную лампу на оптической скамье на расстоянии 20…30 см от входной щели коллиматора и вклю-
чите ее.
2. Отрегулируйте с помощью микрометрического винта ширину входной щели. При этом жёлтый дублет линий
спектра ртути должен быть чётко виден.
3. Вращая рифлёное регулировочное кольцо окуляра, получите резкое изображение вертикального отсчётного ин-
декса. При этом в поле зрения окуляра, наряду со спектральными линиями, виден вертикально расположенный индекс в
виде стрелки чёрного цвета, который совмещается при выполнении работы со спектральной линией.
4. После этого с помощью винта, расположенного на корпусе монохроматора, добейтесь резкого изображения линий
спектра и ещё раз проверьте ширину входной щели.
5. Вращая барабан и поочередно совмещая измеряемые линии с индексом окуляра, сделайте отсчёт делений шкалы
барабана d
i
для каждой линии. Рекомендуется подводить линии спектра к индексу всегда с одной стороны. Используя
спектр характерных линий ртути, прилагаемый к установке, идентифицируйте значения длины волны λ
i
для наблюдаемой
линии. Полученные данные d
i
и λ
i
внесите в табл. 3.1.
Таблица 3.1
№ линии спектра Цвет λ
i
, нм d
i
, дел.
1
…
16
В приложении к данной лабораторной работе, имеющемся в лаборатории, указаны длины волн и приблизительные
значения (в %) относительных интенсивностей наиболее ярких линий спектра ртути. Интенсивность зеленой линии (5461
o
А ) принята за 100 %. Чтобы не ошибиться в идентификации наблюдаемых линий, обратите внимание на взаимное рас-
положение, цвет и интенсивность линий.
6. По данным табл. 3.1 постройте график зависимости d
i
от λ
i
, соблюдая правила построения графиков.
Задание 2. Наблюдение спектра атомарного водорода и
определение длин волн в видимой его части
1. Замените ртутную лампу на водородную трубку (дейтериевую лампу), которую рекомендуется приблизить вплот-
ную к входной щели, и включите её. В процессе замены оба источника, естественно, должны быть выключены. Сделайте
отсчёт делений шкалы барабана d
i
для наиболее интенсивных линий в красной и зелёно-синей областях видимого спектра.
2. По градуировочному графику определите значения длин волн этих линий и, используя прилагаемую к лаборатор-
ной установке таблицу спектральных линий для атома водорода в видимом диапазоне, идентифицируйте линии, соответ-
ствующие атому водорода: Н
α
и Н
β
.
3. Зная длины волн Н
α
и Н
β
по формуле (3.5) рассчитайте значения постоянной Ридберга R для каждой линии, а так-
же среднее значение R
ср
. Попытайтесь оценить абсолютную погрешность R
ср
. исходя из того, что в данной работе точ-
ность отсчета делений шкалы барабана d
i
для каждой линии реально составляет около пяти делений. Расчёт проведите не
менее чем с тремя значащими цифрами.
Контрольные вопросы
1. Почему движущийся электрон в атоме, согласно электродинамике, должен упасть на ядро?
2. Сформулируйте постулаты Бора.
3. Что означает слово "спектр"?
4. Объясните природу спектральных линий водорода с точки зрения электронных энергетических уровней.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- …
- следующая ›
- последняя »
