№ 3–17. Изучение спектра испускания атомов водорода и определение постоянных Ридберга и Планка

3. Порядок выполнения работы

I. Первая часть работы заключается в измерении с помощью спектрометра длин волн спектральных линий атомов водорода в видимой области, т. е. от 400 до 700 нм. Для этого:
а)включить в сеть источник питания водородной лампы;
б)включить в сеть селеновый выпрямитель, питающий лампочки шкал спектрометра (к спектрометру выпрямитель уже подключен);
в)включить расположенные на спектрометре тумблеры лампочек освещения шкал спектрометра и поля зрения;
г)снять предохранительный колпачок с объектива спектрометра и, очень осторожно передвигая штатив с водородной лампой, установить ее вплотную к щели коллиматора (строго параллельно щели);
д)наблюдая в окуляр спектрометра, медленно вращать барабанчик поворотного механизма призмы. Установить спектральную линию, отвечающую излучение атома водорода, точно против острия светящейся стрелки, видимой в окуляр, и снять показания со шкалы барабанчика против риски. Такие изменения произвести по 3 раза для каждой из 4-х спектральных линий. Результаты всех измерений заносятся в табл. 21;
е)для каждой из спектральных линий по данным таблицы 21 рассчитать и занести в таблицу 21 средние значения n_ср;
ж)используя градуировочный график, по n_ср найти длины волн спектральных линий λ_m в нм. Все результаты заносятся в таблицу 21.

II. Во второй части работы, с помощью найденных из опыта λ_m определить постоянную Ридберга. В видимую часть спектра атома водорода входят линии, принадлежащие серии Бальмера, для которой k = 2 для любого m. Для каждой линии m будет различным: для красной m = 3 для зелено-голубой m = 4; для синей m = 5; для фиолетовой m = 6. По формуле

вытекающей из формулы (17-2), где m = 3, 4, 5 и 6, подставляя соответствующие друг другу λ_m и m, найти R_m, а затем R_ср.
При расчете λ_m брать в метрах. Результаты расчетов заносятся в таблицу 22.

III. Пользуясь формулой (17-4) и полученным значением R_ср, вычислить постоянную Планка.
Следует учесть, что 1 эВ = 1,6 • 10^–19 Дж, с = 3 • 10⁸ м/с.