Atomy i cząsteczki mają zdolność absorpcji i emisji kwantów promieniowania elektroma­gnetycznego.

Po rozdziale względem długości fal promieniowania przechodzącego przez substancję ab­sorbującą lub emitującą otrzymujemy odpowiednio widmo absorpcyjne lub emisyjne.

Atomy izolowane (gazy jednoatomowe pod niskim ciśnieniem) dają widma liniowe ob­serwowane w szczelinie spektrometru jako prążki (linie) widmowe.

Częstotliwości promieniowania elektromagnetycznego
z długością fali
wiąże następu­jący wzór
gdzie
- prędkość rozchodzenia się promieniowania w próżni wynosi
i oznacza się symbolem c.

Prędkość rozchodzenia się fal elektromagnetycznych w próżni jest stała ( c ) natomiast w ośrodkach materialnych zależy od długości fali (częstotliwości). Jest to zjawisko dyspersji. O dyspersji normalnej mówimy wówczas gdy prędkość światła maleje ze wzrostem częstotliwo­ści.

Opis ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest badanie optycznych widm emisyjnych gazów pobudzonych do świecenia w rurkach Geislera za pomocą spektrometru pryzmatycznego i wyznaczanie za pomocą otrzymanych wyników stałej Rydberga.

W pierwszej części ćwiczenia ustawiliśmy szerokość i ostrość szczeliny spektrometru. Następnie ustawiliśmy pryzmat w kolimatorze i gołym okiem znaleźliśmy obraz liniowego widma neonu.

Następnie po zwężeniu szczeliny, przystąpiliśmy do pomiaru kątów odchylenia poszcze­gólnych prążków widma. Wyniki zamieściliśmy w tabeli nr 1.

Nr	Barwa	dł. fali	kąt
1	czerwony	640	55 41'10''
2	pomarańczowy	607	55 59'30''
3	pomarańczowy	603	56 03'20''
4	pomarańczowy - żółty	595	56 13'10''
5	żółty	585	56 20'50''
6	zielony	540	57 11'45''
7	zielony	538	57 20'55''
8	zielony	534	57 21'21''
9	niebiesko-zielony	489	58 12'
10	niebieski	472	59 11'45''
11	fioletowy	433	59 50'

Tabela I

Następnie mając te dane przystąpiliśmy do pomiaru na tak ustawionym przyrządzie kątów odchylenia linii wodoru. Wyniki pomiarów przedstawia tabela nr 2.

Nr	Barwa	kąt
1	czerwony	55 30'35''
2	niebieski	58 30'
3	fioletowy	60 37'40''

Tabela II

Na końcu zmierzyliśmy kąt położenia „na wprost”, którego wartość wynosi:
i zmierzyliśmy szerokość kątową szczeliny.

prawe położenie
lewe położenie
szerokość szczeliny (różnica)

Kątowa szerokość szczeliny jest różnicą pomiędzy prawą, a lewą krawędzią szczeliny.

Błąd pomiaru kąta wyznaczamy jako algebraiczną sumę ½ szerokości szczeliny i błędu pomiarowego przyrządu wynoszącego 5'', reasumując:

Poniżej przedstawiamy zależność kąta odchylenia promieniowania od długości fali (krzywa dyspersji) po uwzględnieniu położenia „na wprost”.

Przy pomocy wyznaczonej uprzednio krzywej dyspersji wyznaczamy długość fal linii H , H i Hγ wodoru.

	długość fali
H	656 nm
H	486 nm
Hγ	435 nm

Obliczamy wartości stałej Rydberga w oparciu o długość fali wyzna­czoną dla każdej linii.

Na błędy otrzymanych stałych wpływają takie przyczynki jak: wyznaczanie szerokości kątowej szczeliny, dokładność odczytu kąta na spektrometrze oraz wyznaczenie krzywej dys­persji, reasumując:
=4%

gdzie:
;

Obliczamy wartość stałej Rydberga jako średnią ważoną wyników otrzymanych dla li­nii H, H  i H γ .

	stała Rydberga
H
H
Hγ
średnia

Następnie wyznaczamy stałą Plancka h przekształcając wzór:
na postać
gdzie:

Z - dla atomu wodoru 1.

e - ładunek elementarny

- przenikalność elektryczna próżni

R - stała Rydberga wyznaczona w doświadczeniu

c - prędkość światła w próżni

1

Michał Tyszko

Marcin Wróblewski

Zespół nr 8

---