Mavzu: Vodorodning Balmer seriyalaridan larning to’lqin uzunliklarini aniqlash

Laboratoriya ishi
Mavzu: Vodorodning Balmer seriyalaridan larning to’lqin uzunliklarini aniqlash.
Tajribalar obyektlari:
1)Ajratish qobiliyati yuqori bo’lgan difraksion panjara yordamida vodorod atomi spektrial chiziqlarini kuzatish
2) Balmer seriyalarida to’lqin uzunliklarini o’lchash . Ridberg doimiysi ni aniqlash
Kerakli asboblar ro’yxati
1 Balmer lampasi……………………………………………….45113 1 Balmer lampalari uchun energiya manbai……...45114 1 Rowland panjarasi copiyasi…………………………….47123 1 Prujina qisqichli tutgich…………………………...…....46022 1 Linza, f=+50 mm……………………………………………..46002 1 Linza, f=+100 mm……………………………………………46003 1 Rostlanuvchi tirqish………………………………………..46014 1 Kuzatish ekrani……………………………………………….44153 1 Kichik optik stol………………………………………………46043 1 V shaklidagi shtativ, 28 sm……………………………..30001 6 Leybold ko’ptutgichi……………………………………….30101 1 O’lchash lineykasi, 2 m……………………………………31177
Qisqacha nazariya
Atomar vodorod spektri ko’rinish sohasida chiziqlariga ega. Bu chiziqlar ultra fioel sohagacha kengayib ketgan to’liq seriyalar sohasiga tegishli bo’ladi. Balmer 1885-yilda bu seriyalarning chastotalari uchun quyidagi empirik formulani yaratdi:
(1)

Keyinchalik Balmer formulasi Borning atom modeli asosida tushuntirib beriladi (1-rasmga qarang).


1-rasm. Vodorodning Bor atom modeli lar Balmer seriyasi o’tishlarining snematik diagrammasi.

Tajriba suv bug’lari bilan to’ldirilgan Balmer lampasi yordamida chiqarish spektri uyg’ongan holatga o’tkaziladi. Suv molekulalari elektr razryadi yordamidsa uyg’ongan vodorod atomi va gidroksil guruhga ajratiladi. larning to’lqin uzunliklari yuqori ajratish qobiliyatiga ega bo’lgan difraksion panjara yordamida aniqlanadi. Birinchi tartibli difraksion maksimum uchun, to’lqin uzunligi va kuzatish burchagi o’rtasidagi munosabat quyidagicha:

(2)
panjara doimiysi.
O’lchangan qiymatlar Balmer formulasi (1) yordamida hisoblangan chastotaning qiymatlari bilan taqqoslanadi.
Qurilma haqida

Eksperimental qurilma 2- va 3-rasmlarda tasvirlangan.


2-rasm. Atomar vodorodning Balmer seriyalarini o’rganish uchun eksperimental qurilma (rasmda optic stol ustida Leybold ko’p tutgichining chap qismi vaziyati ko’rsatilgan).
Texnika xavfsizligi:
Energiya manbai Balmer lampasi hali o’rnatib bo’linmagan holda tutgichlarga tegib ketganda xavfli kuchlanishni generatsiyalaydi.

• 
  Energiya manbaini Balmer lampasi o’rnatib bo’linmaguncha tarmoqqa ulamang.
  

Qurilmani tuzish:
- Agar lozim bo’lsa, Balmer lampasini tutgichga ko’rsatmalar kitobida ifodalangandek qilib mahkamlang.
- Kichik optic stolni o’rnating va 2-rasmda ko’rsatilgandek Leybold ko’p tutgichni mahkamlang. Ikkinchi ko’p tutgich 180° ga burila olishi lozim.
- Balmer lampasi mahkamlangan tutgichni optik stolga o’rnating, energiya manbaini tarmoqqa ulang va kalitni qo’shing.
-Ikki linzani, rostlanuvchi tirqishni va prujina qisqichli tutgichni yig’ing va ularni bir xilbalandlikda to’g’rilang.
- Kuzatish ekranini 3-rasmda ko’rsatilgandek mahkamlang.

.Qurilmani rostlash:

- Balmer lampasini optik o’qqa Leybold ko’p tutgichidagi moslama va vertikal siljitkich yordamida to’g’rilang.
- f= 50 mm li linzani optic o’qqa parallel va ortogonal ravishda to rostlanuvchi tirqish aniq tasvirlanguncha siljiting. f= 100 sm li linzani siljitish yordamida kuzatish ekranida tirqishning aniq tasvirini hosil qiling.

3-rasm. Rowland panjarasi va kuzatish ekraning batafsil xemasi
a Balmer seriyasi
b tasvirlovchi linza f= 50 mm
c rostlanuvchi linza f= 100 mm
d difraksion panjara
f ekran
Ishni bajarish tartibi:
1. Rowland panjarasi kopiyasini yorug’lik yo’liga siljiting
2. Tajriba xonasini to’liq qorong’ulashtiring va yorug’lik o’tishini kuzatish ekraniga to’g’rilang.
3. Rostlanuvchi tirqishni to ekranda alohida ajralgan chiziqlar hosil bo’lguncha kichiklashtiring.
4. Agar lozim bo’lsa, Balmer lampasidan tushayotgan keraksiz yorug’likni karton qog’oz bilan to’sib qo’ying.
5. Ekranda chiziqlarning holatini va nolinchini tartibning holatini belgilang.
6. Ekrandagi chiziqlar va nolinchi tartib o’rtasidagi masofalar, b larni o’lchang.
7. Rowland panjarasi va kuzatish ekrani o’rtasidagi masofa a ni aniqlang.(3-rasm).
O’lchash misollari
Panjaraning masofasi :
Ko’p tutgich – 1 ko’p tutgich -2: tutgich o’rtasi – tutgich oxiri: Rowland panjarasi: kuzatish ekrani:
Chiziqlar masofasi:
Jadval 1: Chiziqlar va nolinchi tartib o’rtasidagi masofalar b (panjara doimiysi )
Jadval 1

	b/mm
Rangi	Chap	O’ng
Qizil	121	123
Bronza rang	89	87
Ko’k	78	76

4-rasm. Panjara birinchi tartibli difraksiyasi.
Hisoblashlar
Panjara doimiysi: Panjara masofasi (3-rasmga qarang)

4-rasmdan
(2) bilan quyidagi beradi ; yoki mos ravishda c yorug’likning vakuumdagi tezligi.
Jadval 2: larning tajribada aniqlangan to’lqin uzunligi va chastotasi keltirilgan. 5-rasmda chastota (1/4)-(1/ ning funksiya sifatida tasvirlangan

Jadval 2

Rang	Chiziq
Qizil		658	456	0.1389
Bronza rang		493	608	0.1875
Ko’k		436	688	0.2100

Grafikning koordinata boshidan o’tayotgan to’g’ri chiziqning qiyaligi ga teng. Bu qiymat adabiyotlarda keltirilgan Ridberg doimiysining qiymati bilan a’lo darajada mos keladi (yuqoriga qarang).

Natijalar
Vodorodning Balmer seriyalarining chastotalari Balmer formulasi yordamida aniqlanadi va u Borning atom modelidan kelib chiqadi.

5-rasm. Chastotasi ning funksiya sifatida.
6. Nazorat savollari va topshiriqlar:
7. Vodorod atomi 8. Bor postulatlari 9. Atomning energetik sathlari 10. Vodorod atomining spektri va spectral seriyalari. 11. Vodorod atomining Bor nazariyalari. 12. Kvant sonlari va ularning fizik mazmuni. 13. Bor magnetoni. 14. 1-Bor orbitasining fizik mazmuni.
Adabiyotlar:
1.Axmedova G., Mamatqulov O.B., Xolboyev I. Atom fizikasi. O’quv qo’llanma. T.:Istiqlol, 2013.- 416 b. 2.Шпольский Э.В.Атомная физика, в 2 т. Т.1. Введение в атомную физику. M.: Наука,1984. – 552 с. 3. Каноков З., Караxoджаев А., Нариддинов К., Полвонов С.Р. Атом ва ядро физикасидан лаборатория ишлари. ỳқув қỳлланма. Т.: ỲзМУ, 2006-148б.