Отчет по лабораторной работе №6 Серия Бальмера. Определение постоянной Ридберга

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО науки и высшего ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра общей и технической физики
ОТЧЕТ
по лабораторной работе № 6
Серия Бальмера. Определение постоянной Ридберга.
По дисциплине: Физика
^{(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)}
Выполнил: студент гр. ВД-21 Вокин Д. А.
^{(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)}
Дата:
Проверил:
^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}

I. Цель работы
Исследовать спектр излучения атомов водорода с помощью дифракционной решётки.
Определить энергетические уровни электронов в атоме водорода, соответствующие серии Бальмера, и рассчитать постоянную Ридберга.
II. Краткое теоретическое содержание

1. 
   Явление, изучаемое в работе: дифракция
   
2. 
   Определение основных физических понятий, объектов, процессов и величин
   

Дифракция – явление перераспределения энергии переносимой волной в результате сложения (наложения) колебаний от (двух или более) волн когерентных источников, расположенных непрерывно.
Дифракционная решетка – совокупность большого числа одинаковых, отстоящих друг от друга на одно и то же расстояние щелей.
Дисперсия света – зависимость абсолютного показателя преломления вещества от частоты (длины волны) света.
Спектром испускания (поглощения) называется распределение по частотам интенсивности электромагнитного излучения, испускаемого (поглощаемого) телом.

3. 
   Законы и соотношения, описывающие изучаемые процессы, на основании которых получены расчетные формулы
   

Длина световой волны – расстояние, которое проходит световая волна за время равное периоду.
(1)
где - скорость световой волны, [ ] = м/с;
T – период колебаний, [T] = c.
Уравнение дифракционной решетки
(2)
где k – порядок дифракции;
– длина световой волны;
– угол дифракции.
Период дифракционной решетки – расстояние между серединами соседних щелей.
(3)
где a – ширина прозрачных щелей;
b – ширина непрозрачных штрихов.
Синус угла дифракции
(4)
где x – расстояние от дифракционной решетки до экрана, [x] = м;
l – половина расстояния между двумя дифракционными линиями одной длины волны и одного порядка дифракции, [l] = м.
Формула для всех серий в видимой части спектра
(5)
где – постоянная Ридберга, = ;
– длина волны, [ ] = м;
m – номер орбиты, на которой находится электрон (определяет серию);
n – номер орбиты, с которой переходит электрон (определяет отдельные линии данной серии).

3. 
   Схема установки
   

Рис. 1. Вид экспериментальной установки
где: 1 – источник высокого напряжения; 2 – измерительная шкала; 3 – держатели для трубок; 4 – спектральная трубка с ртутью; 5 – спектральная трубка с водородом; 6 – дифракционная решётка 7 – пара курсоров.

3.