WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 ||

Видимая часть линейчатого спектра атома водорода (серия Бальмера) состоит из четырех линий, получивших специальные обозначения: красная - Н (n2=3), зелено-голубая - H (n2 =4), фиолетовосиняя - Н (n2 =5), фиолетовая - Н (n2 =6). Эти линии получаются при переходе возбужденных электронов с третьей, четвертой, пятой и шестой орбит на вторую, с квантовым числом n1 = 2 (рис. 1).

Так как газсостоит измножества различно возбужденных атомов, то в нем одновременно совершаются все возможные типы переходов электронов. Поэтому в спектре n=излучения водорода одновременно n=представлены линии всех серий.

n=Самопроизвольный переход n=электрона на более далекую n=орбиту, т.е. самопроизвольный Серия переход атома на более высокий Пашена n=энергетический уровень, Серия невозможен. Для осуществления Бальмера такого перехода необходимо сообщить атому определенное n=количество энергии извне, т.е.

Серия возбудить атом. В газоразрядной Рис.Лаймана водородной (и любой другой) трубке для возбуждения электронов (для их перехода на более высокий уровень) используется электрическая энергия.

Таким образом, теория Бора успешно объяснила строение спектра атома водорода.

Рассмотренная теория применима и к водородоподобным атомам, т.е. ионизированным атомам, содержащим только один электрон (например, к ионам He+, Li++, Be+++).

В этом случае формула Бора для серий линий имеет вид RZ -=, (11) 2 nn 1 где Z – порядковый номер элемента.

Х отя непосредственное использование теории Бора для расчета спектров многоэлектронных атомов оказалось невозможным, она с полной отчетливостью показала неприменимость классической физики к внутриатомным явлениям и главенствующее значение квантовых законов в микромире.

Выполнение работы 1. Сделайте градуировку монохроматора по известным спектрам ртути или неона (см. работу № 10).

2. Отключите пульт питания, снимите c оптической скамьи лампу, по которой производилась градуировка, и установите газоразрядную водородную трубку вблизи входной щели монохроматора.

Реостат пускового устройства, от которого питается водородная лампа, поставьте в положение "меньше". Включите тумблер «сеть» и регулируя напряжение реостатом, добейтесь наиболее яркого свечения в водородной трубке.

Следует отметить, что в спектре водородной трубки наряду с линиями атомного спектра наблюдается спектр молекулярного водорода.

Поэтому начинать поиск нужных линий необходимо с наиболее интенсивной красной линии H. Вторая линия H - зелено-голубая. В промежутке между H и H располагаются несколько красно-желтых и зеленых сравнительно слабых молекулярных полос. Третья линия Н - фиолетово-синяя. Перед этой линией располагаются две слабые размазанные молекулярные полосы синего света. Четвертая линия H - фиолетовая. Ее удается наблюдать в излучении лишь некоторых экземпляров водородных трубок.

3. По шкале барабана монохроматора сделайте отсчет положения этих линий в спектре водорода и по градуировочной кривой определите их длины волн.,,.

4. По каждому из значений измеренных длин волн, найдите постоянную Ридберга и определите ее среднее значение. Для этой цели используйте формулу (10) и соотношение =c/, где с = 3 108 м/с.

5. Найдите массу электрона, подставив среднее значение постоянной Ридберга в формулу(9),.

6. Определите радиус первой боровской орбиты и скорость электрона на этой орбите по формулам (4), используя полученное в п. значение массы электрона.

7. По формуле (8) определите полную энергию электрона в атоме водорода на нормальном уровне в электроновольтах.

(1 эВ = 1,6 10-19 Дж).

Контрольные вопросы 1. Объясните, к каким затруднениям привела модель атома Резерфорда 2. Сформулируйте постулаты Бора.

3. Как получается одна линия в спектре излучения 4. Каков физический смысл в отрицательном знаке в формуле полной энергии атома водорода 5. Получите выражение для частоты излучения атома водорода.

6. Что называется серией линий 4. Опишите основные серии линий спектра атомарного водорода.

Приложение. Изучение нониусов Часто при измерении длины какого-либо тела длина его не укладывается в целое число делений масштаба. Для того чтобы можно было поручиться прилинейных измерениях и за десятые доли масштаба (а иногда и за сотые), пользуются нониусом.

Нониус – это дополнительная шкала к основному масштабу (линейному или круговому), позволяющая повысит точность измерения с данным масштабом в 10,20 и более число раз.

Нониусы бывают линейные и круговые, прямые и обратные, нерастянутые и растянутые.

Линейный нониус представляет собой небольшую линейку (шкалу), скользящую вдоль большей масштабной линейки (рис. 1).

0 10 Рис. Как видно изрис.1, 10 делений нониуса соответствуют 9 делениям основного масштаба. В случае прямого нерастянутого нониуса, который мы рассматриваем, одно деление нониуса короче одного деления масштаба на величину, которая называется точностью нониуса. Точность нониуса является разностью длин делений основного масштаба и нониуса и легко может быть определена, если мы знаем число делений нониуса n и длину наименьшего деления масштаба m =.

m n Длина отрезка, измеряемая при помощи нониуса, будет равна числу целых делений масштаба до нуля нониуса плюс точность нониуса, умноженная на номер его деления, совпадающего с некоторым делением масштаба. На рис. 2 длина тела равна 13 – ти целым и 3-м десятых, так как совпадает с делениями масштаба 3 – е деление нониуса.

Погрешность, которая может возникнуть при таком методе отсчета, будет обуславливаться неточным совпадение деления нониуса с одним из делений масштаба, и величина ее не будет превышать, очевидно,.

0 5 0 10 20 Рис. Таким образом, можно сказать, что погрешность нониуса равна половине его точности.

В обратном нониусе длина одного деления нониуса больше длины одного деления масштаба на величину точности нониуса. Техника измерения с обратным нониусом такая же, что и с прямым, с той лишь разницей, что обратный нониус прикладывается к концу измеряемого отрезка таким образом, чтобы числа делений нониуса убывали в сторону возрастания делений основного масштаба.

Чтобы легче было заметить, какое деление нониуса совпадает с каким- либо делением основной шкалы, на практике делают нониусы растянутыми. Прямой растянутый нониус получится, еслидлина одного деления нониуса будет короче не одного наименьшего деления масштаба (как мы полагали до сих пор), а двух, трех и т.д. наименьших делений его.

Точность нониуса в этом случае определяется по той же формуле.

Круговой нониус Круговой нониус в принципе ничем не отличается от линейного. Он представляет собой небольшую дуговую линейку, скользящую вдоль круга лимба, разделенного на градусы или на долиградуса (рис. 4). Точность 20 кругового нониуса обычно выражается в минутах.

Часто круговые нониусы в приборах, в которых необходимо отсчитать углы в Рис.обоих направлениях (по часовой стрелке или против нее), состоят издвух совершенно одинаковых шкал, расположенных по обе стороны от нуля. Легко представить, что при отсчете следует всегда пользоваться той шкалой, которая идет вперед по направлению отсчетов.

Очень часто в круговых нониусах м=0,5о=30 минут, а n равно или 30, в таком случае точность нониуса, соответственно равна двум минутам или одной минуте.

Описанный круговой нониус используется в гониометрах для точного измерения углов.

В поляриметрах и сахариметрах используются круговые нониусы, в которых измеряются десятые долиградуса, а не минуты.

Составители: Миловидова Светлана Дмитриевна Сидоркин Александр Степанович Либерман Зиновий Александрович Рогазинская Ольга Владимировна Редактор Тихомирова О.А.

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.