Referat - Determinarea constantei Rydberg

Categorie
Referate Fizica
Data adaugarii
acum 12 ani
Afisari
1359
Etichete
determinarea, constantei, rydberg
Descarcari
428
Nota
9 / 10 - 1 vot


DETERMINAREA CONSTANTEI RYDBERG
1. Scopul lucrarii
Determinarea constantei implicat\ `n seriile spectrale ale atomilor hidrogenoizi
2. Teoria lucrarii
Atomii fiec\rui element emit, atunci când sunt excita]i (de exemplu `ntr-o desc\rcare `n gaz), un spectru optic caracteristic de radia]ii, dup\ care poate fi identificat acel element. Spectrele elementelor chimice sunt cu atât mai complicate, cu cât num\rul lor de ordine Z este mai mare. Spectrele optice ale atomilor sunt datorate electronilor optici, adic\ electronilor ce se g\sesc pe orbita periferic\.
Spectroscopi[tii experimentali au stabilit c\ toate liniile din diferitele serii spectrale ale atomului de hidrogen pot fi descrise printr-o rela]ie general\ care d\ lungimea de und\ a liniilor spectrale:
(1)
~n aceast\ rela]ie n [i m sunt numere `ntregi, T(m) [i T(n) sunt termeni spectrali, iar este constanta Rydberg.
Explicarea liniilor spectrale ale atomului de hidrogen a constituit o verificare de succes a teoriei atomului de hidrogen dat\ de Niels Bohr. Bohr afirm\ c\ nu exist\ decât anumite orbite permise pentru electron, corespunz\toare unor st\ri sta]ionare.
El emite urm\toarele postulate:
I. Atomul se poate afla `ntr-un [ir discret de st\ri sta]ionare, determinate de [irul discret ale energiei totale. ~n aceste st\ri atomul nici nu emite, nici nu absoarbe energia.
II. Energia atomului poate varia discontinuu, prin trecerea de la o stare sta]ionar\ de energie total\ la alt\ stare sta]ionar\ de energie total\ . Frecven]a fotonului absorbit sau emis este dat\ de rela]ia:
(2)
procesul de absorb]ie având loc `n cazul `n care electronul trece de pe o orbit\ mai apropiat\ de nucleu pe una mai dep\rtat\, iar emisia atunci când parcurge drumul invers.
Specificarea orbitelor permise se ob]ine prin introducerea condi]iei de cuantificare enun]at\ de Bohr care precizeaz\ c\ m\rimea momentului cinetic al electronului pe orbitele permise trebuie s\ fie egal\ cu un num\r `ntreg de :
(3)
unde [i n = 1, 2, 3,....
Energia total\ En pe orbita n este cuantificat\:
(4)
unde m este masa electronului, e este sarcina electronului, este permitivitatea electric\ a vidului, h este constanta lui Planck, iar n este num\rul cuantic principal.
~n mecanica cuantic\ energia electronului din atomul de hidrogen, expresia (4), se afl\ prin integrarea ecua]iei Schrödinger, f\r\ a se mai introduce condi]ia (3).
Energia total\ a electronului este negativ\, ceea ce exprim\ faptul c\ electronul se afl\ legat `n câmpul electromagnetic al nucleului.
Folosind rela]iile (2) [i (4) se ob]ine:
(5)
care comparat\ cu (1), rezult\:
, (6)
expresie ob]inut\ `n cazul modelului `n care s-a considerat protonul imobil.
Din (2) pot fi g\site toate lungimile de und\ ale liniilor diferitelor serii spectrale ale hidrogenului. O serie spectral\ reprezint\ totalitatea liniilor spectrale care au un nivel energetic de baz\ comun (fig.1), nivelul pe care se introduc electronii.
Astfel exist\ seria Lyman la care nivelul energetic comun este corespunz\tor lui m=1 (`n rela]ia (5)), iar [i are liniile `n domeniul ultraviolet; seria Balmer (vizibil) la care m=2 [i n=3, 4, 5; seria Paschen la care m=3 [i n=4, 5, iar liniile spectrale au lungimile de und\ corespunz\toare radia]iilor din infraro[u etc.
Fig. 1
~n aceast\ lucrare se va studia seria spectral\ Balmer, determinându-se lungimile de und\ pentru liniile prezentate `n figura 2.
Fig. 2
~n cazul seriei Balmer, rela]ia (1) devine:
de unde rezult\ constanta Rydberg:
(8)
3. Dispozitivul experimental
Spectrul hidrogenului `n vizibil este `nregistrat pe o plac\ fotografic\ (spectrogram\) care se afl\ montat\ `ntre dou\ pl\cu]e de plexiglas. Pe aceea[i plac\ fotografic\, al\turi de spectrul hidrogenului, apare [i spectrul mercurului, ca spectru de compara]ie, fiind `nregistrat la acela[i spectroscop [i `n condi]ii identice.
Spectrul mercurului prezint\ un num\r mai mic de linii, configura]ia lor putând fi recunoscut\ conform figurii 2, pe care sunt indicate [i lungimile de und\ corespunz\toare fiec\rei linii spectrale. Spectrul hidrogenului con]ine mai multe linii, deoarece pe un film au fost `nregistrate [i linii ale hidrogenului molecular, dar liniile hidrogenului atomic ... care ne intereseaz\ [i a c\ror lungime de und\ o vom determina, au fost `nsemnate la capete cu cerneal\.
Spectrul mercurului...


Copyright © Toate drepturile rezervare. 2008 - 2021 - Referatele.org