Balmer Serisi
Kaynak: Smaa Koraym, Johns Hopkins Üniversitesi, MD, ABD
- Hidrojen, Helyum ve Neon'un Spektral Emisyon Çizgileri
Bu deneyde, hidrojen, helyum ve neondaki elektron gevşemesi ile UV ve görünür aralıkta yayılan ışığın farklı dalga boylarını ölçmek için bir spektrofotometre kullanacaksınız. Laboratuvara başlamadan önce, analiz edeceğiniz elementler, lambalardan gözlemlediğiniz ışığın rengi ve kaydedilen dalga boyları için laboratuvar not defterinizde bir tablo oluşturun.
Tablo 1: Emisyon Dalga Boyları
Elements Color Farklı dalga boyları, λ (nm) H He Ne Tablo 1'i indirmek için buraya tıklayın
-
Önce bir laboratuvar önlüğü, koruyucu gözlük ve nitril eldiven giyin. Öğrencilerin bu deney için ikili gruplar halinde çalışmalarını öneriyoruz.
-
Elde taşınan bir spektrofotometreyi açın ve hidrojen emisyon spektrumu için yeni bir dosya oluşturun. Spektrofotometreyi, numune ortalaması olmadan 200 ms'lik bir örnekleme süresiyle emisyon yoğunluğunu ölçecek şekilde yapılandırın.
-
Eğitmen sizi çağırdığında, spektrofotometreyi hidrojen lambasına getirin. Sensörü tutan öğrenci lambaya yaklaşmalı ve diğeri spektrofotometre alımını başlatmaya hazır olmalıdır.
-
Eğitmen lambayı açtığında, sensörü lambanın ortasında tutun ve spektrumu görüntülemeye başlayın. not: Lamba bir seferde 30 saniyeden fazla açık bırakılamayacağından, spektrumu net olur olmaz ve minimum gürültüye sahip olur olmaz yakalayın.
-
Hidrojen spektrumunu kaydedin. Aynı parametreleri kullanarak başka bir deney kurun ve helyum spektrumunu elde edin. Aynı şekilde bir neon spektrumu elde edin.
-
Kayıtlı verilerinizi dışa aktarın, spektrofotometreyi kapatın ve kaldırın.
-
- Results
-
Balmer serisinin dalga boylarını hesaplamak için Rydberg formülünü ayarlayın. Not: nbaşlangıç, uyarılmış elektronun başladığı enerji seviyesinin numarasıdır ve nson, elektronun gevşediği enerji seviyesidir. nfinal'i 2 olarak ayarlayın.
Tablo 2: Her dalga boyu için frekans ve enerji
Tablo 2'yi indirmek için buraya tıklayınRydberg sabiti (m-1) 1.098 × 107 c (m/sn) 2.998 × 108 h (J·s) 6.626 × 10-34 ni → nf >λhesaplanan (nm) λölçülen (nm) v (THz) E (eV) 7 → 2 6 → 2 5 → 2 4 → 2 3 → 2 -
3. seviyeden 2. seviyeye gevşeyen bir elektronun yaydığı ışığın dalga boyunu bulun. RH için Rydberg sabitinidoldurun ve 1/λ için çözün. not: Bu değerin tersi, nm'ye dönüştürülebilen dalga boyudur.
-
4, 5, 6 ve 7 enerji seviyelerinden geçişleri aynı şekilde hesaplayın. not: Verileriniz ve hesaplamalarınız arasında iyi bir eşleşme görmelisiniz.
-
Her dalga boyu için, aşağıdaki denklemleri kullanarak THz cinsinden frekansı ve eV cinsinden enerjiyi hesaplayın, burada c ışık hızıdır ve h Planck sabitidir.
Hesaplanan enerjilere bakın. Eklenen her enerji seviyesi ile enerji açığının daha az artma eğilimini görmelisiniz. Bu, hidrojen emisyon spektrumundaki tepe noktalarının aralığına yansır. Helyum ve neon bu enerji seviyesi aralığı eğilimini paylaşıyor.
Helyum spektrumundan bir elektron daha eklemek, spektral serinin hesaplanmasını ve tanımlanmasını zorlaştırır. Bu, helyumdan sekiz fazla elektrona sahip olan neonda daha da belirgindir.
-
