skanuj0135

268

przejściom odpowiednio z poziomu n = 3 dla linii czerwonej, n - 4 dla niebieskiej i n = 5 dla fioletowej. Odczytujemy położenie tych trzech linii na skali spektroskopu.

4. Opracowanie wyników

Zadanie 1

Sporządzić charakterystykę spektroskopu, czyli wykres zależności długości fali X od położenia na skali x, posługując się widmem par rtęci.

Wykres można wykonać na papierze milimetrowym, który powinien mieć przynajmniej rozmiary arkusza A4 lub za pomocą programu WykresLab dopasować funkcję y = ~ + b dla spektrometru w Lab.A lub y = J——- w Lab.B (x x    \ x-b

jest położeniem linii na skali, a y długością fali).

Przy sporządzaniu wykresu należy zwrócić uwagę na fakt, że położenie lir nii widmowej na skali (oznaczmy je przez x) odczytane jest z pewną skończoną dokładnością, Ax, wynikającą głównie ze skończonej szerokości linii widmowej. Zatem położenie każdej linii widmowej rtęci zawiera się w przedziale (x-Ax, x+Ax), co należy zaznaczyć na wykresie.

Zadanie 2

Na podstawie charakterystyki wykonanej na papierze milimetrowym odczytać długości fal widm gazów zawartych w badanych rurkach.

Położenie linii widmowych badanych gazów również zawarte jest w przedziałach (x-Ax, x+Ax), a więc odczytane z wykresu długości fal X odpowiadające tym liniom będą obarczone niepewnościami Al, czyli będą się zawierały w przedziałach (1-A1, X+AX).

Jeśli charakterystyka sporządzona była na komputerze szukane długości fal należy obliczyć ze wzoru dopasowanej funkcji. Na wydruku komputerowym podane są wartości a ± Aa oraz b±Ab. Niepewność położenia Ax linii na skali studenci określają sami. Niepewność długości fali należy policzyć ze wzoru:

Ay_max = °fAa + —1 + Ab (Lab.A) lub Ay_max =

x\ x)    a

Ab _[ Ax x-b x-b

(Lab.B)

Posługując się tablicami długości fal różnych pierwiastków, umieszczonymi na końcu skryptu, i porównując je z długościami fal odczytanymi z charakterystyki spektroskopu, zidentyfikować gazy wypełniające rurki Geisslera. Na-leży przy tym zwrócić uwagę na ocenioną w doświadczeniu intensywność danej linii. Linie najmocniejsze są bowiem w tabeli podkreślone, co ułatwia iden*! tyfikację.    .    :

Zadanie 3    i

W podobny sposób należy znaleźć długości fal odpowiadające liniom widmowym wodoru. Znając długości fal trzech widocznych linii (czerwonej]; niebieskiej i fioletowej) i korzystając z przekształconego wzoru teoretycznego! (5) na długości tych linii, obliczyć wartość stałej Rydberga R dla każdej trzech obserwowanych linii:

R = -

”l

^H\ ~ ⁿ2

(ś

Otrzymane wyniki porównać z teoretyczną wartością stałej Rydberga obli| czoną ze wzoru (3).

Ustalając dokładność odczytu wartości długości fali z charakterystyki spek| troskopu, czyli AA, obliczyć we wszystkich przypadkach maksymalną niepewność doświadczalnie wyznaczonej stałej Rydberga:

AA

M = R-

Literatura

[1]    D.Halliday, R.Resnick: Fizyka, t.2. PWN, Warszawa 1984, § 49-7, 49-8.

[2]    I.W.Sawieliew: Kurs fizyki, t.3. PWN, Warszawa 1989, § 12,17.

(i