Задание 2. Исследование спектра излучения неизвестного газа
1. Заменить ртутную лампу на газоразрядную трубку с неизвестным газом (в процессе замены оба источника должны быть выключены). Ее рекомендуется приблизить вплотную к входной щели. Произвести отсчеты делений шкалы барабана diдля наиболее интенсивных линий спектра неизвестного газа и занести в таблицу 2.
2. По градуировочному графику определить значения длин волн этих линий и также занести в таблицу 2. Путем сравнения полученного спектра со спектрами некоторых известных газов (см. Приложение) определить тип неизвестного газа. Используя прилагаемую к лабораторной установке таблицу спектральных линий для атома водорода в видимом диапазоне, идентифицируйте линии, соответствующие атому водорода Нα и Нβ.
Таблица 2
Исследуемое вещество ─ неизвестный газ
| № п/п | Цвет спектральных линий | Угол поворота барабана d, дел | Длина волны λ, нм |
| 1. | |||
| 2. | |||
| 3. | |||
| 4. | |||
| 5. |
Задание 3. Определение постоянной Ридберга
1. Зная длины волн, соответствующие атому водорода Нα и Нβ , по формуле (4) рассчитать значения постоянной Ридберга R для каждой линии, а также ее среднее значение < R >.
2. Оценить достоверность проведенного эксперимента и расчетов сравнением полученного значения постоянной Ридберга с ее справочным значением.
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.
5. По какому принципу спектральные линии объединяются в серии? Нарисуйте диаграмму электронных энергетических уровней в атоме водорода и покажите стрелками переходы электронов, при которых происходит излучение спектральных линий серий Лаймана, Бальмера, Пашена.
6. Почему из бесконечного числа спектральных линий наблюдаются только 4 (или 3)?
7. В чем состояла революционность теории Бора и каковы ее недостатки?
8. Используя элементарную боровскую теорию атома водорода, получите формулы для радиуса n-ой стационарной орбиты, а так же для скорости, частоты обращения и полной энергии электрона на n-ой орбите.
Приложение
| Газ | Цвет спектральных линий | Длина волны λ, нм |
| Гелий | Красная 1 | |
| Красная 2 | ||
| Желтая | ||
| Зеленая | ||
| Голубая | ||
| Синяя | ||
| Фиолетовая | ||
| Водород | Красная | |
| Голубая | ||
| Фиолетовая 1 | ||
| Фиолетовая 2 | ||
| Фиолетовая 3 | ||
| Неон | Красная | |
| Оранжевая | ||
| Желтая | ||
| Зеленая | ||
| Голубая |