Opracowanie wyników

Wykres zależności długości fali odczytywanej od rzeczywistej:

Równanie prostej najlepszego dopasowania:

W tabeli przedstawione są skorygowane wartości długości fali:

Zmierzona długość fali (nm)	Rzeczywista długość fali (nm)	1/długość fali (nm^-1)	Natężenie (jednostki względne)	1/n^2
658,3	660,68	0,00151359	12.6426	0,111
486,9	487,31	0,00205281	15.2521	0,0625
435,8	435,63	0,00229552	6.1217	0,04

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

∆λ = 3nm

Wyznaczamy błąd obliczenia odwrotności długości fali korzystając z prawa przenoszenia błędów:

Długość fali (nm)	Δ 1/λ (m^-1)
660,68	6782,88
487,31	12633,1
435,63	15808,34

Przez punkty prowadzimy prostą wyznaczoną metodą najmniejszych kwadratów. Powinna ona spełniać poniższe równanie:

,

gdzie R jest stałą Rydberga wyznaczaną w doświadczeniu. Przekształcając równanie otrzymujemy wzór:

.

Korzystamy z prawa przenoszenia błędu wielkości złożonej w postaci:

.

Obliczamy stałą Rydberga dla każdego punktu doświadczalnego, oraz wyznaczamy jej niepewność pomiarową:

λ	n	R	∆R
435,63	5	10931076,28	75277,8
487,31	4	10944436,46	67376,53
660,68	3	10897862,81	48836,74

Wyliczamy średnie arytmetyczne: R = 10924458,52 ∆R = 63830,3

R = 10924458,52 ± 63830,3 [1/m]

∆R/R = 0,58%

Energię jonizacji obliczamy przekształcając równanie:

Korzystamy z zależności
,
i otrzymujemy
czyli
, gdzie E jest wyznaczaną energią jonizacji, R - wyznaczoną w doświadczeniu stałą Rydberga,
h = 6,62491⋅10^-34 J⋅s - stałą Plancka, a c = 299 860 km/s - prędkością światła.

E = 13,58 eV

Błąd występujący przy wyznaczaniu wartości energii jonizacji obliczamy ze wzoru:

∆E = 0,08 [eV]

E = 13,58 ± 0,08 [eV]

∆E/E = 0,58%

Wnioski:

Spektrometr światłowodowy jest urządzeniem, które umożliwia dość dokładne pomiary. Dzięki temu stała Rydberga wyznaczona przez nas nie różni się znacząco od wartości książkowej. Jednakże podczas obserwacji widma atomu wodoru, na wykresie widma pojawiło się więcej linii w obszarze serii Balmera. Spowodowane jest to obecnością zanieczyszczeń wewnątrz rury wyładowczej. Ciekawych wniosków dostarczyła nam analiza widma lampy rtęciowo- argonowej. Gdy lampa nie była jeszcze rozgrzana widoczne było wyraźnie widmo argonu, po kilku jednak chwilach rozgrzewająca się rtęć zaczęła parować. Zwiększająca się jej ilość powodowała powstanie silniejszego widma, które zagłuszało widmo argonu, przez co nie mogliśmy go obserwować.

---