Tabele z wynikami pomiarów:
Hel |
||||
# |
λ [nm] |
Barwa |
||
387,701 |
fioletowy |
|||
447,833 |
niebieski |
|||
471,932 |
niebieski |
|||
501,952 |
zielony |
|||
589,143 |
żółty |
|||
670,321 |
czerwony |
|||
706,407 |
czerwony |
|||
730,122 |
czerwony |
|||
|
Metody obliczeń:
Wykres 1 przedstawia krzywą cechowania osi X programu obsługi spektrometru.
Zależność aproksymacji liniowej została obliczona metodą najmniejszych kwadratów.
λrzeczywiste = 0,994 λmierzone + 2,443
Skorygowane długości fali wodoru:
|
|||||
# |
długość fali λ [nm] |
1/długość fali [nm-1] |
Natężenie względne |
1/n2 |
|
407,788 |
0,00245 |
210 |
0,0278 |
||
432,658 |
0,00231 |
520 |
0,0400 |
||
486,124 |
0,00206 |
754 |
0,0625 |
||
657,220 |
0,00152 |
1081 |
0,1111 |
Wykres 2 przedstawia zależność: 1/dł. fali = f (1/n2)
Aproksymacja liniowa funkcji: y = -0.01114*x + 0.00275
Wyznaczając rzędna przecięcia z osią OY otrzymujemy głowicę pasma dla serii Balmera: 1/λ = 0,0025
Wzór
można przyrównać do powyższej aproksymacji. Otrzymamy w wyniku stałą Rydberga R=0,011 [nm-1] =
110000000 [m-1]
Energia jonizacji atomu: Ejon = Rhc Ejon = 13,656 [eV]
Błąd wyznaczenia stałej Rydberga obliczam metodą pochodnej logarytmicznej:
Ostatecznie:
R = 110'000'000 ± 66'000 [m-1]
Wnioski:
Doświadczenie udowodniło charakter widma dla różnych źródeł światła. Jednak przede wszystkim dzięki zbadaniu charakterystyki widmowej wodoru, udało się obliczyć stałą Rydberga, której wynik jest bardzo zbliżony do tego podawanego w tablicach. Świadczy to o czystości gazu w lampie wyładowczej oraz o spektrometrze dobrej klasy. Badanie charakterystyki widmowej jest popularnym sposobem analizy składu chemicznego substancji (np. składu chemicznego gwiazd).