Opracowanie wyników

Aproksymacja liniowa zależności długości fali rzeczywistej od długości fali mierzonej:

λ_rz = 0,9841λ_m + 8,7949

Wyniki długości fali wodoru (skorygowane)

dł. Skorygowane	1/dł. Fali	natężenie	1/n^2
488,0516	0,002049	42	0,04
656,3327	0,001524	75	0,111

Wykres zależności 1/długość fali = f(1/n²)

­­­

Aproksymowana zależność wyraża się wzorem:

1/λ = -0,0108(1/n²) + 0,0027

Wyznaczam przecięcie z osią OY wyznaczając w ten sposób głowicę pasma dla serii Balmera.

1/λ = 0,0027

Przekształcając następujący wzór możemy obliczyć stałą Rydberga:

gdzie za n podstawiamy kolejno 3,4,5,6.

Dla obu pomiarów obliczam stałą Rydberga oraz niepewność korzystając ze wzoru:

Δλ = 3 nm - rozdzielczość spektometru

Dla λ = 656 nm - R = 10966836 [1/m] ΔR = 50193,3

Dla λ = 488 nm - R = 10928961 [1/m] ΔR = 67185,8

Błąd pomiaru stałej Rydberga

Tablicowa stała Rydbega dla wodoru: R_H = 1,097373 * 10⁷ [1/m]

R_ŚR= 10947898 [1/m]

ΔR_ŚR= 58689,5

R = 10947898 ± 58689 [1/m]

Energia jonizacji atomu wodoru

Korzystamy ze wzoru Ej = Rhc , gdzie h - stała Plancka wynosząca 4,14 * 10^-15 [eV*s]

Tablicowa energia jonizacji: Ej = 13,59843 eV

Ej = 13,597 eV

Δ Ej = 0,073 eV

Ej = 13,597 ± 0,073 eV

Wnioski:

Przeprowadzając doświadczenie na lampie helowej nie odnotowaliśmy żadnych wskazań spektrometru w okolicach długości: 402, 438, 471, 492, 505, 728 nm, choć dane tablicowe wyraźnie wskazywały na obecność linii widmowych o tych długościach. Natomiast jeśli chodzi o lampę z wodorem zauważyliśmy dwa pomiary o dość dużym natężeniu dla fal o długościach - 588 oraz 464. Są to linie pochodzące od zanieczyszczeń próbki. Korzystając z tablic można odczytać że w pierwszym przypadku chodzi o Hel, a w drugim o Azot lub Tlen. Nie odnotowaliśmy linii o dł. fali 434.

Uzyskane w ćwiczeniu wartości R oraz Ej są zbliżone do tablicowych i mieszczą się w granicach wyznaczonego błędu. Przyczyną zaistniałego błędu pomiarowego mogło być zanieczyszczenie próbek oraz wyeksploatowanie sprzętu pomiarowego. Błędy powstawały przy przeliczaniu odwrotności długości fali i n², gdyż otrzymywane wyniki były ułamkami bliskimi zeru, a to mogło spowodować poważny błąd w dalszych obliczeniach.

---