Часть 1. Наблюдение спектра испускания водорода и оценка величины постоянной Ридберга.

Описание экспериментальной установки

В работе для наблюдения спектра испускания водорода используют трехтрубный спектроскоп Бунзена (фото 1). Схема его устройства показана на рисунке 4. Спектроскоп со­стоит из трех основных частей: коллиматора К, призмы П и зрительной трубы Т.

Исследуемый источник света помещается перед щелью коллиматора. Сформирован­ный линзой Л₁ пучок попадает на призму. Благодаря дисперсии пучки света, соответствую­щие различным частотам спектра излучения источника, после призмы идут по разным на­правлениям. Каждый такой пучок собирается объективом Л₂ зрительной трубы. Спектр рассматривается через окуляр Л₃. В третьей вспомогательной трубе находится шкала Ш, освещенная лампочкой. Шкала расположена в фокальной плоскости линзы Л₄. Изо­бражение шкалы получается в фокальной плоскости линзы Л₂ и четко видно в окуляре (фото 2). Шкала градуирована в длинах волн (нанометрах).

Фото 1 Фото 2

Спектральная трубка, содержащая атомарный водород при давлении порядка 1 мм рт.ст., устанавливается вертикально в корпусе высоковольтного источника питания. Разряд про­исходит между электродами, впаянными по концам трубки. Для наблюдения спектра служит средняя суженная часть трубки, так как в этой части интенсивность излучения наи­большая. Необ­ходимое для возникновения разряда напряжение подводится к электродам трубки от высоковольтного источника "СПЕКТР", в кожух которого вставляется исследуемая трубка. Питание для "СПЕКТРА" подается от выпрямителя ВС-4-12 (8 В).

Измерения и обработка результатов

1. Включите высоковольтный источник питания спектральной трубки (тумблером ВКЛ на передней панели выпрямителя В-4-12).

2. Получите спектр излучения водорода в поле зрения спектроскопа. Отрегулируйте ширину входной щели спектроскопа таким образом, чтобы спектральные линии, наблюдаемые в спектроскоп, были достаточно узкими.

3. Определите длины волн для четырех линий в спектре излучения водорода.

4. Сравните измеренные значения длин волн с табличными.

5. Зарисуйте в тетради цветными карандашами наблюдаемый спектр.

6. По результатам измерений и формуле (1) вычислите значение постоянной Ридберга.

7. По формуле (3) вычислите теоретическое значение R. Сравните полученные резуль­таты.

8. По результатам измерений и вычислений заполните таблицу 1.

Таблица 1.

№	Цвет линии	λэксп, (Å)	λтеор, (Å)	n	m	Rэксп, (1/см)	Rэксп.ср, (1/см)	Rтеор, (1/см)
1
2
3
4