1 Після дозволу викладача увімкнути випрямляч, що живить джерело високої напруги 2.
2 За допомогою монохроматора УМ-2 провести вимірювання довжин хвиль трьох перших спектральних ліній серії Бальмера. Для цього натисніть на кнопку вимикача живлення джерела високої напруги 1 (знаходиться на верхній частині корпусу випрямляча) і утримуйте її в натиснутому положенні. Завдяки цьому до спектральної трубки 6 буде подано високу напругу (кілька тисяч вольт, будьте обережні), в ній почнеться газовий розряд, вона засвітиться. За допомогою барабана 3 підвести першу (яскраво-червону) спектральну лінію випромінювання до стрілочки 4. Визначити положення барабана 3 за його шкалою, записати отриманий результат у таблицю 10.1. Такі самі дії виконайте для зелено-блакитної, синьо‑фіолетової ліній.
Таблиця 10.1
Опис спектральної
лінії
Положення барабана, о
Довжина
хвилі,
нм
n
k
R, м-1
ΔR, м-1
Яскраво-червона
Зелено-блакитна
синьо- фіолетова
3 За допомогою графіка визначити відповідні довжини хвиль. Отримані результати занести у таблицю 10.1.
4 Вимкнути експериментальну установку.
5 Виходячи з формули (10.1), обчислити сталу Рідберга
(10.6)
для кожної з трьох ліній. Результати записати у таблицю 10.1.
6 Для кожного вимірювання визначити похибку за допомогою формули
(10.7)
За похибку приладу для вимірювання довжини хвилі візьміть =15 нм.
7 Порівняти знайдені експериментальні значення сталої Рідберга. Чи збігаються вони між собою?
8 За допомогою формул (10.4) та (10.5) визначити теоретичне значення сталої Рідберга
, (10.8)
порівняти це значення з отриманими раніше.
9 За результатами роботи зробити висновки, в яких навести результати вимірювань сталої Рідберга; записати теоретичне значення сталої Рідберга; з’ясувати, чи збігається експериментальне значення Рідберга з теоретичним?
5 Контрольні питання
Під час підготовки до лабораторної роботи необхідно вивчити:
– теоретичний матеріал із теми “Атом за Резерфордом-Бором” за конспектом лекцій та підручниками [3, 5, 6];
– матеріал, що поданий вище, до цієї лабораторної роботи.
Для перевірки теоретичної підготовки до лабораторної роботи дати відповіді на такі питання:
1 Дослід Резерфорда. Ядерна модель атома. Залежність кількості α-частинок в одиниці тілесного кута від кута розсіювання. Проблема стабільності атома з точки зору ядерної моделі атома.
2 Постулати Бора. Правило квантування орбіт. Досліди Франка та Герца.
3 Спектральні закономірності у випромінюванні атома водню. Терми. Комбінаційний принцип Рітца.
4 Борівська теорія воднеподібного атома. Доведення узагальненої формули Бальмера. Стала Рідберга (доведення). Недоліки теорії Бора.
5 Зобразити схему експериментальної установки та пояснити принцип її роботи.