Индивидуальные задания

Задание 1

Градуировка спектрометра по линиям спектра ртути

Методика лабораторного эксперимента

1. Вращая измерительный барабан за накатку, совмещаем фиолетовую линию со стрелкой-указателем. Сделайте отсчет γ₁по шкале барабана. При необходимости во время вращения прижимайте индекс-указатель к барабану, чтобы он не соскочил на соседний виток бороздки.

2. Продолжая поворачивать барабан только за накатку, поочередно совмещайте каждую спектральную линию со стрелкой-указателем и делайте соответствующие отсчеты γ₁по барабану. Результаты записывайте в табл. 11.

Таблица 11

Результаты градуировочных измерений

Линии спектра ртути	Длина волны λ, нм	Отсчет по шкале
		γ1	γ2	Среднее
Фиолетовая	405,6
Синяя (самая яркая из семейства синих)	435,8
Первая голубая	491,6
Вторая голубая	494,0
Зеленая яркая	546,1
Желтая первая	577,0
Желтая вторая	579,0
Красная (последня яркая из красных)	690,0

3. Вернитесь в начало шкалы, делая в время обратного хода измерения второй раз. При этом, записывая в табл. 11 показания γ₂, сравнивайте их со значениями γ₁для каждой линии спектра с целью выявления возможного сдвига индекса шкалы на целый оборот.

4. При совпадении значений γ₁и γ₂в (пределах погрешности отсчета) для всех линий спектра постройте градуировочный график спектрометра в координатах «λ–γ», соединяя его точки плавной кривой.

Задание 2

Определение постоянной Ридберга Методика лабораторного эксперимента

1. Установите на оптической скамье водородную лампу.

2. Вращая барабан за накатку, последовательно совмещайте спектральные линии со стрелкой-указателем и записывайте отсчеты по шкале γ для линий, указанных в табл. 12.

Таблица 12

Результаты измерений длин волн спектральных линий водорода

n = 2; серия Бальмера
Линии спектра водорода	k	Отсчет по барабану γ, град.	Длина волны λ, нм	R, 107 м-1
Красная Нα	3
Синяя Hβ	4
Фиолетовая Hγ	5
Среднее:

3. По градуировочному графику найдите длины волн λ соответствующих линий и запишите их в табл. 12.

4. По формуле (23) рассчитайте постоянную Ридберга для каждого значения длины волны. Найдите среднее значение R.

5. Оцените точность определения длин волн λ в спектре атомов водорода по вашему градуировочному графику спектрометра. Для этого достаточно на используемом участке графика заменить криволинейную интерполяцию на линейную и отметить погрешность Δ_λ, которая вызвана такой заменой. Затем оцените относительную погрешность δ_λ:

,

где (λ_N–λ_N–1) – интервал, на котором проведена интерполяция.

6. Найдите погрешность величины постоянной Ридберга, считая в соответствии с формулой (23), что δ_R = δ_λ.

7. В выводе сравните полученные значения постоянной Ридберга с табличным и приведите заключение о точности спектроскопических методов.