Nr ćwiczenia	Temat ćwiczenia			Ocena z teorii
11	Poziomy energetyczne atomu wodoru. Stała Rydberga
Nr zespołu	Nazwisko i imię			Ocena zaliczenia ćwiczenia
8	Frenkel Szymon
Data	Wydział	Rok	Grupa	Uwagi
22 marca 2006 r.	EAIiE	I	1

Cel ćwiczenia

Analiza spektralna światła emitowanego przez atomy wodoru, odtworzenie układu stanów energetycznych oraz wyznaczenie energii jonizacji atomu wodoru.

Teoria

Siatka dyfrakcyjna

• Stała siatki d - odległość miedzy szczelinami

• dsinq = ml , m = 0,1, 2,... - maksima interferencyjne (jasne prążki)

• dyspersja kątowa (stosunek odległości kątowej linii do

różnicy długości fal)

• L_śr/L=Nm - zdolność rozdzielcza (N - liczba szczelin, bierzemy pod

uwagę długości dwóch ledwo rozróżnialnych fal)

Model Bohra

• Atom wodoru składa się z dodatnio naładowanego jądra oraz krążącego

wokół niego elektronu.

• Elektrony mogą krążyć tylko po pewnych szczególnych orbitach, na

których moment pędu elektronu jest całkowita wielokrotnością określonej

stałej Plancka.

• Jeśli elektron otrzyma z zewnątrz energie o odpowiedniej wartości, to

przeskoczy na dalsza od jądra orbitę.

• Gdy elektron przeskakuje z dalszej orbity na bliższa, to emituje on kwant

światła o energii równej hn = DE .

Widma

• Widmo emisyjne - powstałe w wyniku rozszczepienia światła

emitowanego bezpośrednio ze źródła

• Widmo absorpcyjne - powstałe po rozszczepieniu światła, które przeszło

przez obiekt (materię dla niego przezroczystą) zdolny do selektywnego absorbowania części światła

• Widmo odbiciowe - powstałe w wyniku rozszczepienia światła, które

wcześniej zostało selektywnie odbite

• Widmo optyczne liniowe ma postać jasnych, barwnych prążków na

ciemnym tle lub ciemnych prążków na tle widma ciągłego.

• Zakres widzialny 400-700 nm

• Energia jonizacji - energia potrzebna do usunięcia najsłabiej związanego elektronu z

atomu (dla atomu wodoru wynosi ok. 13,6eV).

Wzór Rydberga:
(przejście z k-tej na m-tą orbitę,

R=1,097*10⁷*1/m - stała Rydberga)

W zależności od liczb kwantowych rozróżniamy następujące serie widmowe atomu wodoru:

• Seria Lymana
  =1
  =2,3,4,5,6...

• Seria Balmera
  =2
  =3,4,5,6...

• Seria Paschena
  =3
  =4,5,6,7...

• Seria Bracketta
  =4
  =5,6,7...

• Seria Pfunda
  =5
  =6,7,8...

• Seria Humpreysa
  =6
  =7,8,9…

Wzór Balmera - określa długość fali poszczególnych linii widmowych atomów wodoru.

λ = λ₀n²/(n²-4)

gdzie:

λ - długość fali danej linii widmowej,

λ₀ = 364,57 nm,

n - szereg kolejnych liczb całkowitych 3, 4, 5, 6....

1