Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Обработка результатов измерений

1. По данным таблицы построить график, откладывая длины волн по оси ординат, а показания барабана по оси абсцисс, т.е. произвести градуировку универсального монохроматора.

2. По построенному графику для каждой из линий (Н_a, Н_b, Н_g, Н_d) найти соответствующие длины волн, используя значения показаний барабана из таблицы. Длины волн занести в таблицу.

3. Для каждого значения вычислить постоянную Ридберга по формуле , здесь n принимает целочисленные значения от 3 и выше.

4. Рассчитать среднее значение постоянной Ридберга.

5. Вычислить ошибки измерений:

где N – число проведенных расчетов, R_ср среднее значение постоянной Ридберга, полученное в ходе выполнения лабораторной работы.

Контрольные вопросы

1. Охарактеризуйте виды спектров и приведите примеры тел, излучающих соответствующие спектры.

2. Сформулируйте постулаты Бора.

3. Перечислите квантовые числа и объясните их физический смысл.

4. Выведите выражение для частоты вращения электрона по круговой орбите.

5. Объясните строение атома с современной точки зрения.

6. Объясните понятие «атом находится в возбужденном состоянии».

7. Перечислите основные серии в спектре водорода и объясните их происхождение.

8. Запишите сериальную формулу для серии Бальмера.

9. Объясните физический смысл спектральных термов.

10. Для чего и как производится градуировка монохроматора?

11. Объясните модели атома Томсона и Резерфорда. Какой опыт послужил причиной смены одной модели атома другой?

12. Что такое спектральный анализ? На каком свойстве спектров он основан и для каких целей используется?

13. В чем противоречивость теории Бора?

Лабораторная работа №28: Изучение треков заряженных частиц

Цель работы: ознакомиться с методами регистрации элементарных частиц на примере фотографии, полученной в камере Вильсона. По треку частицы экспериментально рассчитать скорость частицы, импульс, энергию, а также заряд частицы.

Оборудование: фотография трека частицы; линейка измерительная 30 см с миллиметровыми делениями; калька; циркуль; угольник.

Краткая теория

Как известно, полная энергия частицы связана с её массой соотношением:

E=mc ², (28.1)

где c - скорость света.

Релятивистская масса равна

, (28.2)

где m ₀– масса покоя частицы;

n – скорость её движения в данной системе отсчёта.

Тогда уравнение (28.1) можно записать

(28.3)

где E₀ – энергия покоя частицы.

Если заряженная частица влетает в магнитное поле в плоскости, перпендикулярной к направлению его силовых линий, то она начинает двигаться по окружности.

Центростремительное ускорение ей сообщает сила Лоренца

, (28.4)

где r – радиус кривизны траектории,

B – индукция магнитного поля,

q – заряд частицы.

Методика проведения измерений и описание экспериментальной установки.

Изучение треков заряженных частиц в работе проводится по фотографии трека позитрона в камере Вильсона. Для нерелятивистского движения (v<<c) масса частицы примерно равна массе её покоя. При больших скоростях движения масса изменяется, поэтому для определения скорости частицы не достаточно одного уравнения (28.4). Для определения удельного заряда частицы, т.е. отношения заряда к массе, в камере создают не только магнитное, но и электрическое поле. Однако, если скорость частицы «очень» релятивистская, когда выполняется условие Е>> Е ₀, то скорость частицы, её массу и энергию можно определить, с хорошей точностью, и без электрического поля.

Радиус кривизны траектории частицы приблизительно может быть вычислен по формуле, которая следует из известной теоремы о перпендикуляре, опущенном из любой точки окружности на её диаметр

, (28.5)

где – длина хорды AB (рис. 28.1),

– стрела "прогиба" СД,

r=ОД=ЕД/2.

Кинетическая э нергия элементарной частицы равна разности между её полной энергией и энергией покоя

К=Е-Е ₀. (28.6)

Импульс частицы при любом движении определяется формулой

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 6 789 10 11 Следующая ⇒