Опис експериментальної установки

Для вимірювання довжини хвиль спектральних ліній у роботі застосовують призмовий монохроматор-спектроскоп УМ-2, який використовують для спектральних досліджень у діапазоні від 3800 .... 10 000 Å (рис.10.2)

Рис.10.2. Оптична схема установки

На рис.10.2: 1 – воднева лампа ДВС – 4; 1' – ртутна лампа ДРШ-250; 2, 2' – захисні скельця; 3 – конденсорна лінза; 4 – призма порівняння. Пунктиром виділено оптичну схему спектроскопа УМ-2.

Світло від водневої лампи 1 за допомогою конденсатора лінзи 3 фокусується на вхідній щілині спектроскопа; призма порівняння 4 дозволяє спостерігати паралельно з спектром водню еталонний спектр, джерелом якого є ртутна лампа ДРШ-250 (1').

Порядок виконання роботи

1. Спектроскоп УМ-2 потрібно спочатку проградуювати, для чого використовується ртутна лампа ДРШ-250. Крива градуювання – це залежність між градусними поділками барабана та довжинами хвиль відповідних ліній еталонного спектра. Градуювання проводиться відповідно до інструкції, що знаходиться на робочому місці. Дані занести до табл..10.3.

2. Побудувати графік градуювання на аркуші міліметрового паперу (вибрати зручний масштаб). На осі х відкладають градусні поділки барабана, а на осі у – довжини хвиль відповідних спектральних ліній (за даними табл..10.2).

3. У спектрі випромінювання водневої лампи ідентифікувати водневі лінії Н_α, Н_β, Н_γ.

Оскільки у спектрі лампи разом із лініями атомарного спектра спостерігається спектр молекулярного водню, починати пошук потрібних ліній необхідно з найбільш інтенсивної червоної лінії Н_α.. Друга лінія Н_β – зелено-блакитна. У проміжку між лініями Н_α. і Н_β розташовано безліч червоно-жовтих та зелених порівняно слабких молекулярних смуг. Третя лінія Н_γ – фіолетово-синя. Перед нею знаходяться слабкі розмиті молекулярні смуги синього кольору. Четверта лінія Н_δ – фіолетова. Її можна бачити у випромінюванні лише деяких екземплярів водневих ламп.

4. Визначити (градусні поділки барабана монохроматора), що відповідають лініями Н_α, Н_β, Н_γ.

5. За кривою градуювання монохроматора визначити довжини хвиль водневих ліній експериментальне ( )).

Дані пунктів 4, 5 занести до таблиці 10.1.

Обробка експериментальних даних

1. Для кожної з спектральних ліній атомарного водню ( ), що спостерігаються (табл..10.3) вирахувати значення сталої Ридберга за формулою (10.8) і визначити її середнє значення та занести до табл..10.3.

2. Оцінити похибку шляхом порівняння результатів підрахунку з табличними значенням R, остаточний результат занести до табл..10.1.

3. Визначити за формулою Бальмера (10.2) λ_т – теоретичні значення довжин хвиль випромінювання ( те саме – на рис.10.1). Дані занести до табл..10.3.

4. Порівняти теоретично визначені довжини хвиль водневих ліній з довжинами хвиль, визначеними експериментально (табл..10.3)

Таблиця 10.1

Назва лінії	Нα.	Нβ	Нγ.
Nº (град. поділки барабана)
, Å
, Å
R, с-1

Таблиця 10.2

Значення довжин хвиль спектральних ліній ртутної лампи		Nº (градусні поділки барабана монохроматора)
Спектральна лінія	Довжина хвилі , Å
Темно-червона	6907
Червоно-жовтогаряча І	6234
Червоно-жовтогаряча ІІ	6123
Жовтогаряча	6073
Жовта І	5791
Жовта ІІ	5770
Яскраво-зелена	5461
Зелено-синя	4916
Яскраво-синя	4358
Синя, середня	4348
Синя, слабка	4339
Фіолетова, слабка	4108
Фіолетова, середня	4078
Фіолетова, яскрава	4046
Фіолетова, темна	3984

Таблиця 10.3

	, Å	, Å
	% = ........