Градуирование монохроматора УМ-2 и проверка формулы Бальмера
Изучение строения атома химического элемента, положительный заряд ядра и отрицательные заряды электронов. Осуществление градуировки монохроматора по спектрам ртутной, галиевой и неоновой трубок. Определение длин волн неизвестного спектра линии водорода.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.09.2015 |
| Размер файла | 23,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1
5
Лабораторная работа № 124
Градуирование монохроматора УМ-2 и проверка формулы Бальмера
Богатин А.С., Богатина В.Н., Старикова А.Л.
Введение
Опытами Резерфорда (1911 г.) было установлено, что атом любого химического элемента состоит из положительного заряженного ядра, вокруг которого расположены отрицательные заряженные электроны, так что в целом атом нейтрален.
Основываясь на гипотезе Планка о квантовом характере излучения и появления света, Бор сформулировал законы движения электрона в атоме в виде постулатов, которые дали объяснение экспериментальным фактам.
Постулаты Бора
Электрон в атоме может находиться только на строго определенных стационарных орбитах, радиус которых определяется из условия:
; (1)
где - момент количества движения электрона;
- постоянная Планка;
- 1, 2, 3, … - квантовые числа, определяющие принадлежность электрона к той или иной орбите. Все остальные орбиты являются запрещенными.
Находясь на стационарных орбитах, электрон не излучает.
Излучение происходит лишь при переходе электрона из стационарного состояния с большим значением энергии. При этом излучается квант света, частота которого определяется из условия:
(2)
где - энергия излученного кванта.
Рассматривая атомную систему, состоящую из ядра с зарядом , численно равным заряду одного электрона (модель водорода и водородоподобных ионов), получают следующее соотношение:
(3)
где - длина излучаемой волны.
(4)
- постоянная Ридберга ();
- масса электрона; - скорость света.
Из формулы следует, что все линии могут быть объединены в серии. Серией называется совокупность линий, описываемых формулой (3). Серия возникает при переходе электрона с данным квантовым числом, причем и т.д.
Для водорода основными сериями являются:
- серия Лаймона,
- серия Бальмера,
- серия Пашена,
- серия Бреккета,
- серия Пфунда.
Серия Бальмера находится в видимой области спектра водорода и исследуется в настоящей работе.
Монохроматор УМ-2 (см. заводское описание)
Градуируют монохроматор УМ-2 по спектрам ртутной, галиевой и неоновой трубок. Для этого помещают источник света (например, неоновую трубку) перед входным окошком монохроматора и подключают ее к высоковольтному индуктору. Высоковольтным индуктором служит катушка Румфорда, которая питается от выпрямителя. Вращая барабан, совмещают указатель (видимый в поле зрения наблюдателя) с наиболее яркими линиями спектра, длины волн которых известны из таблицы приложения. Производя градуировку, записывают в таблицу наблюдений в одну колонку длины волн , в другую - соответствующие им показания делений на барабане N. Градуировочную кривую строить следует в крупном масштабе, на листе миллиметровой бумаги площадью не менее . По оси абсцисс откладываются градусные деления барабана, а по оси ординат - длины волн соответствующих линий. Иногда при построении графика некоторые экспериментальные точки оказываются смещенными от плавной кривой. Чаще все такие вопросы свидетельствуют о неправильной расшифровке наблюдаемой картины спектральных линий (главным образом для неона). В этом случае необходимо более внимательно сопоставить спектральную картину с таблицей и внести в градуировочный график необходимые направления.
Полученная градуировочная кривая используется для определения длин волны неизвестного спектра. В качестве неизвестного спектра служат линии водорода. Найденные длины волн линий спектра водорода в видимой области подставляют в формулу (3) и находят четыре значения постоянной , усредняя их.
Примечание: Следует отметить, что в спектре водородной трубки наряду с линиями атомного спектра наблюдается спектр молекулярного водорода. Поэтому начинать поиск нужных линий нужно с наиболее интенсивной красной линии . Вторая линия - зелено-голубая. В промежутке между и располагаются несколько красно-желтых и зеленых сравнительно слабых молекулярных полос. Третья линия - фиолетово-синяя. Перед этой линией располагаются две слабые, размазанные молекулярные полосы синего цвета. Четвертая линия - фиолетовая. (Ее удается найти в излучении лишь некоторых экземпляров водородных трубок).
градуировка монохроматор спектр атом водород
ЛИТЕРАТУРА
1.Фриш С.Э., Тиморева А.В. Курс общей физики. т. III, § 33.
2.Савельев И.В. Курс физики. т. III, § 62, 63.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Подготовка монохроматора к работе. Градуировка монохроматора. Наблюдение сплошного спектра излучения и спектров поглощения. Измерение длины волны излучения лазера. Исследование неизвестного спектра.
лабораторная работа [191,0 K], добавлен 13.03.2007Сущность и способы получения спектра, особенности его формы в изолированных атомах и разреженных газах. Принцип работы и назначение спектрографов, их структура и компоненты. Методика возбуждения излучения неоновой и ртутной ламп и лампы накаливания.
лабораторная работа [402,2 K], добавлен 26.10.2009Изучение волноводной измерительной линии и её практическое применение. Вычисление критических длин волн. Экспериментальная проверка основных положений теории волноводов. Особенности градуировки детектора. Проводимость емкостной и индуктивной диафрагмы.
лабораторная работа [1,2 M], добавлен 18.06.2013Спектральный анализ, его достоинства и применение. Распределение энергии в спектре. Анализ общей структуры спектра атома гелия на основе принципа Паули. Определение собственных значений энергии системы из двух электронов, движущихся в поле атомного ядра.
контрольная работа [39,9 K], добавлен 30.07.2011Кинетическая энергия электрона. Дейбролевская и комптоновская длина волны. Масса покоя электрона. Расстояние электрона от ядра в невозбужденном атоме водорода. Видимая область линий спектра атома водорода. Дефект массы и удельная энергия связи дейтерия.
контрольная работа [114,0 K], добавлен 12.06.2013Открытие сложного строения атома – важнейший этап становления современной физики. Модель Томпсона и ее противоречие с опытами по исследованию распределения положительного заряда в атоме. Определение размеров атомного ядра. Открытие радиоактивности.
презентация [1,7 M], добавлен 09.04.2015Модели строения атома. Формы атомных орбиталей. Энергетические уровни атома. Атомная орбиталь как область вокруг ядра атома, в которой наиболее вероятно нахождение электрона. Понятие протона, нейтрона и электрона. Суть планетарной модели строения атома.
презентация [1,1 M], добавлен 12.09.2013Представление об атомах как неделимых мельчайших частицах. Опыт Резерфорда по рассеянию альфа частиц. Рассмотрение линейчатого спектра атома водорода. Идея Бора о существовании в атомах стационарных состояний. Описание основных опытов Франка и Герца.
презентация [433,4 K], добавлен 30.07.2015История открытий в области строения атомного ядра. Модели атома до Бора. Открытие атомного ядра. Атом Бора. Расщепление ядра. Протонно-нейтронная модель ядра. Искусственная радиоактивность. Строение и важнейшие свойства атомных ядер.
реферат [24,6 K], добавлен 08.05.2003Определение структуры спектра атома, молекулы или образованной ими макросистемы их энергетическими уровнями. Спектры и структура атома водорода. Электронные состояния двухатомных молекул, электрические и оптические свойства. Молекулы с одинаковыми ядрами.
курсовая работа [52,0 K], добавлен 06.10.2009Исследование концепции динамической структуры атома в пространстве. Изучение структуры атома и атомного ядра. Описания динамики движения тел в реальном пространстве потенциальных сфер. Анализ спирального движения квантовых частиц в свободном пространстве.
реферат [2,4 M], добавлен 29.05.2013Изотопы – разновидности одного и того же химического элемента, близкие по своим физико-химическим свойствам, но имеющие разную атомную массу. Строение атома, описание протонно-нейтронной модели ядра. Открытие и применение изотопов, их радиоактивность.
презентация [216,5 K], добавлен 27.12.2010Классификация элементарных частиц. Фундаментальные взаимодействия. Модель атома Резерфорда. Теория Бора для атома водорода. Атом водорода в квантовой механике. Квантово-механическое обоснование Периодического закона Д. Менделеева. Понятие радиоактивности.
реферат [110,6 K], добавлен 21.02.2010Планетарная модель атома Резерфорда. Состав и характеристика атомного ядра. Масса и энергия связи ядра. Энергия связи нуклонов в ядре. Взаимодействие между заряженными частицами. Большой адронный коллайдер. Положения теории физики элементарных частиц.
курсовая работа [140,4 K], добавлен 25.04.2015Определение длины проволоки для намотки резистора. Концентрация электронов и дырок в собственном и примесном полупроводнике. Диффузионная длина движения неравновесных носителей заряда в полупроводниковом материале. Проводимость конденсаторной керамики.
контрольная работа [89,8 K], добавлен 12.11.2013Соотношения неопределенностей Гейзенберга. Формулировка уравнения Шредингера. Частица в потенциальной яме. Ее прохождение через потенциальный барьер. Основные свойства, излучение и поглощение атома водорода. Движение электронов по заданным орбитам.
реферат [1,8 M], добавлен 21.03.2014Закон Био-Савара-Лапласа и его применение. Магнитные моменты электронов. Затухающие и вынужденные колебания в контуре. Волновая и квантовая природа света. Характеристики теплового излучения. Методы оптической пирометрии. Строение атома водорода по Бору.
методичка [1,6 M], добавлен 02.06.2011Схема монохроматора, используемого для исследования фотоэлектрических свойств полупроводников. Экспериментальные результаты исследования спектральной зависимости фотопроводимости. Зависимость фотопроводимости сульфида кадмия от интенсивности облучения.
лабораторная работа [176,4 K], добавлен 06.06.2011Оптический диапазон длин волн. Скорость распространения волн в однородной нейтральной непроводящей среде. Показатель преломления. Интерференция световых волн. Амплитуда результирующего колебания. Получение интерференционной картины от источников света.
презентация [131,6 K], добавлен 18.04.2013Складові частини атома: ядро, протони, нейтрони та електрони. Планетарна модель атома або модель Резерфорда. Керована та некерована ланцюгова ядерна реакція. Поняття ядерного вибуху як процесу вивільнення великої кількості теплової і променевої енергії.
презентация [2,3 M], добавлен 21.05.2012
