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根据氢光谱的波长,计算里德伯常量及普朗克常量

作者:未知来源:《高中物理学生实验》时间:2006-5-2 11:30:18阅读:
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【目的和要求】

  测定氢光谱的波长,验证巴耳末公式;根据氢光谱的波长计算里德伯常量及普朗克常量。

【仪器和器材】

  分光镜(J25511型),光谱管组(J2552型),感应圈(J1206型),低压电源(J1201型或J12011型,J12012型),学生电源(J1202型或J12021型),照明 灯(6伏)。

【实验方法】

  根据巴耳末公式,氢光谱巴耳末线系各谱线的波长为:

  (1

  R为里德伯常量,n2345、……称量子数。测出对应于某一量子数n的谱线波长λ,即可计算出里德伯常量R,即

  (2

  附表列出了四条明线光谱的名称、对应的量子数、谱线颜色、波长理论值和测量值以及根据(2)式计算得到的里德伯常量R。计算时,波长以米为单位,1纳米=109米。计算结果,与公认值1097×1071是一致的。

  根据玻尔理论,氢原子从较高的能级(量子数n345、……)跃迁到量子数n2的能级时,辐射出的光子属巴耳末线系,其能量差:

  (3

式中h为普朗克常量。v为辐射出的光子频率,vc/λ为光速。136是处于基态上的氢原子的电离能量,单位是电子伏特。测出巴耳末线系的谱线波长λ,代入(3)式,即可计算出普朗克常量。计算时,波长以米为单位,电子伏特化为焦耳(J),1电子伏特=160×1019焦耳。把测量数据和计算结果列在下表中。普朗克常量的公认值为663×1034焦耳·秒。

谱线名称

Hα

Hβ

Hγ

Hδ

量子数n

3

4

5

6

谱线颜色

谱线波长(纳米)

理论值

6562

4861

4340

4101

测量值

6580

4875

4335

4110

里德伯常量R1071

109

109

110

109

普朗克常量n1034焦耳·秒)

664

664

661

663

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