Методические указания к лабораторным работам по курсу общей физики (Оптика и атомная физика). Часть 2. Либерман З.А - 37 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

37
Видимая часть линейчатого спектра атома водорода (серия
Бальмера ) состоит из ряда линий , получивших специальные обозначения :
красная - Н
α
(n
2
=3), зелено- голубая - H
β
(n
2
=4), фиолетово-синяя - Н
γ
(n
2
=5), фиолетовая - Н
δ
(n
2
=6).
Так как газ состоит из множества различно возбужденных атомов , то
в нем одновременно совершаются все возможные типы переходов
электронов . Поэтому в спектре излучения водорода одновременно
представлены линии всех серий .
Самопроизвольный переход электрона на более далекую орбиту, т.е.
самопроизвольный переход атома на более высокий энергетический
уровень, невозможен . Для осуществления такого перехода необходимо
сообщить атому определенное количество энергии извне, т.е. возбудить
атом.
Таким образом, теория Бора успешно
объяснила строение спектра атома
водорода . Рассмотренная теория
применима и к водородоподобным
атомам, т.е. ионизированным атомам,
содержащим только один электрон
( например, к ионам He
+
, Li
++
, Be
+++
). В
этом случае сериальная формула Бора
имеет вид
−=
2
2
2
1
2
11
nn
RZν
. (11)
Хотя непосредственное использование
теории Бора для расчета спектров
многоэлектронных атомов оказалось
невозможным, она с полной
отчетливостью показала неприменимость
классической физики к внутриатомным
явлениям и главенствующее значение
квантовых законов в микромире.
Выполнение работы
1. Сделайте градуировку монохроматора по известным спектрам ртути
или неона (см. работу № 10).
2. Отключите пульт питания , снимите c оптической скамьи лампу, на которой
производилась градуировка , и установите газоразрядную водородную
трубку вблизи входной щели монохроматора . Реостат пускового
устройства, от которого питается лампа , поставьте в положение "меньше".
Включив тумблер электрической сети и регулируя напряжение реостатом,
добейтесь наиболее яркого свечения в трубке .
Следует отметить, что в спектре водородной трубки наряду с линиями
атомного спектра наблюдается спектр молекулярного водорода . Поэтому
начинать поиск нужных линий необходимо с наиболее интенсивной
красной линии H
α
. Вторая линия H
β
- зелено- голубая. В промежутке между
H
α
и H
β
располагаются несколько красно- желтых и зеленых сравнительно
n=7
n=6
n=5
n=4
n=3
n=2
n=1
Серия
Лаймана
Серия
Бальмера
Серия
Пашена
                                     37
       Видимая часть линейчатого спектра атома водорода (серия
 Бальмера) состоит из ряда линий, получивших специальные обозначения:
 красная - Нα (n2=3), зелено-голубая - Hβ (n2 =4), фиолетово-синяя - Нγ (n2
 =5), фиолетовая - Нδ (n2 =6).
       Так как газ состоит из множества различно возбужденных атомов, то
 в нем одновременно совершаются все возможные типы переходов
 электронов. Поэтому в спектре излучения водорода одновременно
 представлены линии всех серий.
       Самопроизвольный переход электрона на более далекую орбиту, т.е.
 самопроизвольный переход атома на более высокий энергетический
 уровень, невозможен. Для осуществления такого перехода необходимо
 сообщить атому определенное количество энергии извне, т.е. возбудить
 атом.
n=7                               Таким образом, теория Бора успешно
n=6                               объяснила строение спектра атома
n=5                               водорода.      Рассмотренная      теория
n=4                               применима и к водородоподобным
n=3                               атомам, т.е. ионизированным атомам,
                       Серия      содержащим только один электрон
                       Пашена     (например, к ионам He+, Li++, Be+++). В
n=2
                                  этом случае сериальная формула Бора
                                                        � 1      1 �
             Серия                имеет вид    ν =RZ 2 �       − 2� .   (11)
             Бальмера                                   � n2    n2 ��
                                                         � 1
                                    Хотя непосредственное использование
                                  теории Бора для расчета спектров
n=1
                                  многоэлектронных атомов оказалось
                                  невозможным,     она      с    полной
                                  отчетливостью показала неприменимость
   Серия
                                  классической физики к внутриатомным
   Лаймана
                                  явлениям и главенствующее значение
   квантовых законов в микромире.
                              Выполнение работы
1. Сделайте градуировку монохроматора по известным спектрам ртути
     или неона (см. работу № 10).
2. Отключите пульт питания, снимите c оптической скамьи лампу, на которой
   производилась градуировка, и установите газоразрядную водородную
   трубку вблизи входной щели монохроматора. Реостат пускового
   устройства, от которого питается лампа, поставьте в положение "меньше".
   Включив тумблер электрической сети и регулируя напряжение реостатом,
   добейтесь наиболее яркого свечения в трубке.
   Следует отметить, что в спектре водородной трубки наряду с линиями
   атомного спектра наблюдается спектр молекулярного водорода. Поэтому
   начинать поиск нужных линий необходимо с наиболее интенсивной
   красной линии Hα. Вторая линия Hβ - зелено-голубая. В промежутке между
   Hα и Hβ располагаются несколько красно-желтых и зеленых сравнительно

Страницы