МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева» Научно-образовательный центр «Институт космических исследований и высоких технологий» Кафедра технической физики ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ 7 по курсу «Общий физический практикум» Изучение сериальных закономерностей в спектре атома водорода Е. Г. Лапухин Преподаватель подпись, дата Обучающиеся БФИ18-01 номер группы, зачетной книжки инициалы, фамилия П. Н. Веревкин подпись, дата инициалы, фамилия Красноярск 2021 1 Цель работы: – изучение сериальной закономерности в спектре водорода; – изучение природы бальмеровского скачка; – определение постоянной Ридберга; Требуемое оборудование: – снимки спектров водорода. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 1. Получил негатив спектра звезды. 2. Сначала рассчитал длину волны 𝜆 для Бальмеровской серии водорода основываясь на формуле 1 1 1 = 𝑅 ∙ ( 2 − 2) 𝜆 2 𝑛 𝜆= 1 1 1 𝑅 ∙ ( − 2) 4 𝑛 𝑅теор = 109737,303 см−1 = 1097,37303 м−1 Обозначение 𝐻𝛼 𝐻𝛽 𝐻𝛾 n (главное квантовое число) 3 4 5 Длина волны, нм 656,1123 486,0091 433,9367 2 𝐻𝛿 𝐻𝜀 𝐻𝜁 6 7 8 410,0702 396,9074 388,8073 𝐻𝜂 9 383,4422 3. Далее по спектру определил экспериментальные значения длин волн. Они на спектре наиболее яркие и подходят под ранее рассчитанные длины волн. 𝐻𝛼 𝐻𝛽 𝐻𝛾 𝐻𝛿 𝐻𝜀 𝐻𝜁 n (главное квантовое число) 3 4 5 6 7 8 𝐻𝜂 9 Обозначение Длина волны, нм 656,285 486,113 434,147 410,174 397,007 388,905 383,539 4. Оцифровал второй график зависимости интенсивности излучения от длины волны. И попробовал на нем отыскать спектр атома водорода, оказалось, что длины волн лежат на уменьшении рядом со впадинами, а не на самих минимумах. 3 5. Основываясь на полученные данные, рассчитал по формуле для каждой практической длины волны постоянную Ридберга 𝑅= 1 1 1 𝜆 ∙ ( − 2) 4 𝑛 и сравнил ее с теоретическими значениями. n Длина волны (главное теоретическая квантовое , нм число) 3 656,1123 Длина волны практиче ская, нм Постоянная Ридберга (для теор.), м Постоянная Ридберга (для практ.), м Отличие на (Т-П) .), м Во сколь ко, % 656,285 0,010973731 0,010970843 2,88771E06 0,0263 14787 0,010971386 2,34548E06 0,0213 73631 4 486,0091 486,113 0,010973731 5 433,9367 434,147 0,010973731 0,010968416 5,31566E06 0,0484 39814 0,010970954 2,77705E06 0,0253 06333 6 410,0702 410,174 0,010973731 7 396,9074 397,007 0,010973732 0,010970979 2,75306E06 0,0250 87719 388,905 0,010973731 0,010970974 2,7568E-06 0,0251 21816 383,539 0,010973733 0,010970963 2,76962E06 0,0252 38633 0,010973732 0,010970645 3,08648E-06 0,02812 6105 8 9 388,8073 383,4422 Среднее значение 4 ВЫВОДЫ Изучены сериальные закономерности в атоме водорода. По спектру звезды в данной лабораторной работе можно понять, что присутствует атом водорода на исследуемом объекте, но также есть много разных длин волн, что говорит о помехах и дополнительных излучениях, что попали в детектор. Отличие практического результата по постоянного Ридберга от теоретического составило всего 0,02%. 5
