P6.2.1 Serie widmowe wodoru Balmera – Leybold

Zapytaj o produkt +
Kategoria: Tagi: , , , ,

Opis

 

P6.2.1.1 Określanie długości fali  H a , H b and H g na podstawie serii widmowych wodoru Balmera

P6.2.1.2 Obserwowanie serii widmowych wodoru przy użyciu spektrometru pryzmatowego

P6.2.1.3 Obserwowanie podziału serii deuterowanego wodoru Balmera (podział izotopu)
 

W zakresie widzialnym, spektrum emisji wodoru atomowego ma cztery linie Ha , Hb , Hg i Hd; sekwencja ta rozciąga się do zakresu ultrafioletowego tworzące pełną serię. W1885, Balmer empirycznie wypracował wzór dla częstotliwości tej serii
 

która może być później wyjaśniona za pomocą modelu atomu Bohr’a.

W doświadczeniu P6.2.1.1, spektrum emisji jest wzbudzane za pomocą lampy Balmera wypełnionej oparami wody, w której wyładowania elektryczne rozdzielają cząsteczki wody na wzbudzone atomy wodoru i grupy hydroksylowej. Długości fal linii H a , H b i H g są wyznaczane za pomocą siatki dyfrakcyjnej o wysokiej rozdzielczości. W pierwszym rzędzie dyfrakcji siatki dyfrakcyjnej, możemy odnaleźć następującą zależność pomiędzy długością fali l i kątem obserwacji J:

       

                    l = d · sin J

        

                              d : stała siatki dyfrakcyjnej

Zmierzone wartości są porównywane z wartościami obliczonymi za pomocą wzoru Balmera.

W doświadczeniu P6.2.1.2 badana jest seria Balmera za pomocą spektroskopu pryzmatycznego (kompletne urządzenie).

Seria Balmera atomu wodoru jest dana przez przejście elektronowe na drugi poziom energii

(główna liczba kwantowa n = 2)

z wyższych stanów (m: 3, 4, 5,…). Długość fali emitowanych fotonów jest dana przez
 
 

Tutaj, zakładamy że masa jądra jest dużo większa niż masa elektronu. Dla dokładniejszych obliczeń, stała Rydberga musi zostać skorygowana stosując zredukowaną masę. Zatem, stała Rydberga RH dla wodoru i RD dla izotopu deuteru, którego jądro składa się z protonu i neutronu, różni się.

Linie spektralne serii Balmera deuteru są przesunięte w kierunku mniejszych długości fal  w porównaniu z liniami spektralnymi wodoru. Efekt ten jest nazywany przesunięciem izotopowym.

W doświadczeniu P6.2.1.3 badana jest seria Balmera za pomocą spektrometru o wysokiej rozdzielczości. Używana jest holograficzna siatka dyfrakcyjna o stałej siatki dyfrakcyjnej g. Rozdzielenie długości fal jest obliczane z kąta b z maksimum 1. Rzędu i kąta podziału Db:

       

                        Δl = g · cos β ·Δ β
 
 

 

Marka

Leybold

Firma produkuje zestawy edukacyjne do kształcenia akademickiego oraz szkolenia zawodowego z zakresu fizyki, chemii, biologii oraz elektroniki, elektrotechniki, automatyki, telekomunikacji, maszyn elektrycznych, odnawialnych źródeł energii i fotoniki, jest częścią grupy LD Didactic.

Podobne produkty