Градуировка монохроматора

1. Включите ртутную лампу. Отрегулируйте ширину входной щели так, чтобы спектр был четким и контрастным.

2. Отградуируйте монохроматор, т.е. определите, какому делению N шкалы барабана соответствует определенная длина волны света l. Данные занесите в таблицу 1.

 

Таблица №1

№ измерения	l, нм	Номер деления барабана (угловое расстояние между спектральными линиями)
	Красная 690,7
	Красная 671,6
	Оранжевая 623,4
	Оранжевая 612,3
	Оранжевая 607,3
	Желтая 579,1
	Желтая 577
	Зеленая 546,1
	Голубая 491,6
	Фиолетовая 435,8
	Фиолетовая 434,8
	Фиолетовая 433,9
	Фиолетовая 407,8
	Фиолетовая 404,7

.

 

Наиболее характерными для спектра ртути являются две весьма близко расположенные желтые линии (l = 579,1 нм и l =577,0 нм), справа от нее расположена зеленая очень яркая линия (l = 546,1 нм), далее средней яркости голубая линия (l = 491,6 нм), далее три фиолетовых линии: самая яркая (l = 435,8 нм) и две отдельные фиолетовые умеренной яркости (l = 434,8 нм и 433,9 нм). Далее четко видны две отдельные фиолетовые линии умеренной яркости (l = 407,8 нм и l = 404,7 нм). Слева от желтого дублета видна оранжевые линии и красные линии. При наиболее внимательном рассмотрении могут быть замечены еще несколько бледных линий, которые для градуировки существенного значения не имеют.

 

3. Постройте градуировочный график N = f (l), откладывая по оси абсцисс l (нм), а по оси ординат N (номер деления шкалы барабана монохроматора).

 

II. Определение постоянной Ридберга.

 

1. Поместите газоразрядную трубку с водородом против входной щели монохроматора.

2. Зажгите в трубке разряд и произведите отсчеты по барабану прибора для четырех наиболее ярких линий водорода серии Бальмера Н_a, Н_b, Н_j Н_d. Результаты занесите в таблицу 2.

 

Таблица № 2

Цвет линии	Номер деления барабана	l, нм (по градуировочному графику)
Красный
Голубой
Сине-фиолетовый
Фиолетовый

 

3. По градуировочной кривой определите длины волн - наблюдаемых линий в серии Бальмера. По формуле Бальмера найдите несколько значений постоянной Ридберга:

 

, n =3,4,5…

 

Определите среднее значение постоянной Ридберга.

4. Зная среднее значение постоянной Ридберга, можно определить массу электрона:

 

.

 

5. Определив массу электрона, вычислите радиус первой Боровской орбиты для электрона в атоме водорода:

 

,

 

где n = 1,2,3… - главное квантовое число; e_о = 8,85 ×10^-12 Ф/м - электрическая постоянная; h = 6,626 ×10^-34 Дж×с - постоянная Планка;

e = 1,6 ×10^-19 Кл - заряд электрона; с =3∙10⁸ м/с - скорость света.

 

Контрольные вопросы

 

1. Почему электрон согласно классической электродинамике должен упасть на ядро?

2. Сформулируйте постулаты Бора.

3. Выведите выражение для частоты вращения электрона по круговой орбите.

4. Какие силы действуют на электрон, вращающийся по орбите?

5. Каков физический смысл постоянной Ридберга?

 

Литратура

 

1. Кортнев А.В. и др.Практикум по физике. М.: Высшая школа, 1965, раб.82.

2. Физический практикум: В 2-х т. /Под ред. В.И.Ивероновой. М.: Наука, 1968, т.2, задача 150.

3. Майсова Н.М. Практикум по курсу общей физики. М.: Высшая школа,1970, раб.76.

4. Савельев И.В. Курс общей физики: В 3-х т. М.: Наука,1982, т.3.