Изучение спектра атома водорода

В настоящей работе изучаются спектральные линии серии Бальмера атома водорода, так как часть этих линий лежит в видимой области спектра: красная - H_a, голубая - H_b, фиолетовая - H_g . Для экспериментального определения постоянной Ридберга, необходимо измерить длины волн этих спектральных линий.

Включите источник питания водородной лампы. Расположите выходное окно лампы и спектроскоп так, чтобы спектральные линии атома водорода были наиболее яркими. Вращением микрометрического винта совместите визир окуляра с красной линией серии Бальмера. Перемещая окуляр вдоль зрительной трубы, получите наиболее четкое изображение этой спектральной линии. Занесите показания шкалы микрометрического винта в таблицу 2. Проведите измерения для голубой и фиолетовой линий атома водорода. Выключите водородную лампу.

Таблица 2

Спектральные линии серии Бальмера атома водорода	красная - Ha	голубая - Hb	фиолетовая - Hg
Квантовые числа	m =	n =	m =	n =	m =	n =
Показания шкалы микровинта в малых делениях
Длина волны, м

 

Впишите в таблицу 2 квантовые числа энергетических уровней, между которыми происходит переход с испусканием соответствующей спектральной линии. Длины волн этих линий определите из градуировочного графика и переведите их в систему СИ (метры).

По формуле (7) найдите величину постоянной Ридберга для каждой длины волны. Вычислите среднее значение постоянной Ридберга и случайную погрешность , связанную с разбросом экспериментальных данных:

, (8)

. (9)

Используя в формуле (5) рассчитайте первый боровский радиус и оцените линейные размеры атома водорода. Заполните таблицу 3.

 

Таблица 3

Постоянная Ридберга, м-1	случайная погрешность , м-1	первый боровский радиус , м	линейные размеры атома H, м

 

Сравните полученную величину первого боровского радиуса с теоретическим значением = 0,529 · 10^{-10 м. Рассчитайте относительную погрешность определения первого боровского радиуса} .