Fysik

Afbøjnings vinkler for Hydrogen

26. februar 2022 af SeniorMuhkkel - Niveau: B-niveau

Hej sidder fast i nogle opgaver i fysik.

Opgave tekst

I et forsøg måles nedenstående afbøjningsvinkler for hydrogens synlige emissionslinjer, med et spektroskop, med det formål at bestemme Rydbergkonstanten. Hvad angår gitteret ved vi, at den har 600 linjer pr. mm.

Målingerne er lavet ved at flytte en kikkert henholdsvis venstre og højre på en drejeskive til vi støder på en farve første gang, hvor afbøjningsvinklen for hver farve efterfølgende kan aflæses. Forsøget stoppes, da farverne begynder at gentage sig. Da vi altid måler en afbøjning i forhold til “lige ud” er der også lavet en måling af nulpunktets placering på drejeskiven. Husk at 360° og 0° er samme sted på skiven.

Farve

Aflæst afbøjningsvinkel mod venstre

Aflæst afbøjningsvinkel mod højre

Violet - Aflæst afbøjningsvinkel mod venstre 347,8, Aflæst afbøjningsvinkel mod højre 17,4

Turkis - Aflæst afbøjningsvinkel mod venstre 346,1, Aflæst afbøjningsvinkel mod højre 19,2

Rød - Aflæst afbøjningsvinkel mod venstre 340,1, Aflæst afbøjningsvinkel mod højre 25,5

Nulpunktets placering er målt til 2,4° på drejeskiven.

Farverne passer med spring fra 5. (violet) skal, 4. (turkis) skal og 3. (rød) skal ned til 2. skal i hydrogenatomet.

Alle vinkler i tabellen er angivet i grader, og har alle en usikkerhed på ±0,1°.

Opgaver

a)Bestem for hver farve den gennemsnitlige afbøjningsvinkel fra nulpunktet.

b)Vis og forklar ved beregning, hvorfor usikkerheden på gennemsnitsvinklen er 0,2 grader. Med ‘usikkerheden på gennemsnitsvinklen på 0,2 grader’ menes, at gennemsnitsvinklen kan svinge med 0,2 grader

c) Brug gitterligningen til at udfylde tabellen nedenfor. Vis mindst ét gennemregnet eksempel.

Farve \ bølgelængde - λmin - λmax

Violet

Turkis

Rød

d) Brug Rydbergformlen til at udfylde tabellen nedenfor. Vis igen mindst ét gennemregnet eksempel.

e)Bestem eksperimentets værdi for Rydbergkonstanten.

f) Har forsøget bekræftet Rydbergkonstanten? Hvorfor/hvorfor ikke?

Vedhæftet fil: Fys hjælp 2.png

Svar #1
26. februar 2022 af SeniorMuhkkel

Vedhæftet fil:Fys hjælp 1.png

Brugbart svar (0)

Svar #2
27. februar 2022 af mathon

Brugbart svar (0)

Svar #3
27. februar 2022 af mathon

$\small \begin{array}{lllllll}\textbf{a)}\\&\textup{vinkler:}& \\&&\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c|}\hline \textbf{farve}&\textbf{venstre}&\textbf{h\o jre}&\textbf{gennemsnit}&\mathbf{\lambda_{min}}/nm&\mathbf{\lambda_{max}}/nm&\mathbf{\lambda_{middel}}/nm\\ \hline\textup{r\o d}&14.6&15.0\degree&14.8\degree&420.1&431.4&425.8\\ \hline \textup{turkis}&16.3\degree&16.8\degree&16.6\degree&233.9&240.9&238.1 \\ \hline \textup{violet}&22.3\degree&23.1\degree&22.7\degree&210.8&218.0&214.4\\ \hline \end{array} \end{array}$

Svar #4
27. februar 2022 af SeniorMuhkkel

#3
$\small \begin{array}{lllllll}\textbf{a)}\\&\textup{vinkler:}& \\&&\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c|}\hline \textbf{farve}&\textbf{venstre}&\textbf{h\o jre}&\textbf{gennemsnit}&\mathbf{\lambda_{min}}/nm&\mathbf{\lambda_{max}}/nm&\mathbf{\lambda_{middel}}/nm\\ \hline\textup{r\o d}&14.6&15.0\degree&14.8\degree&420.1&431.4&425.8\\ \hline \textup{turkis}&16.3\degree&16.8\degree&16.6\degree&233.9&240.9&238.1 \\ \hline \textup{violet}&22.3\degree&23.1\degree&22.7\degree&210.8&218.0&214.4\\ \hline \end{array} \end{array}$

Mange tak.
Hvordan kommer du frem til de forskellige værdier?

Brugbart svar (0)

Svar #5
27. februar 2022 af mathon

$\small \begin{array}{llllll} \small\textup{Gitterkonstant:}\\&&d=\frac{10^6\;nm}{600}=1666.67\;nm\\\\&& \Large \lambda=\frac{d\cdot \sin(\theta_n)}{n} \end{array}$

Brugbart svar (0)

Svar #6
27. februar 2022 af mathon

Dine målte vinkler kan ikke forventes at give et tilfredsstillende resultet for Rydbergkonstanten.

Brugbart svar (0)

Svar #7
01. marts 2022 af mathon

se under:
hydrogens synlige spektrallinjer

Brugbart svar (1)

Svar #8
01. marts 2022 af mathon

$\small \begin{array}{llllll} \textup{De teoretiske vinkler}\\ \textup{og b\o lgel\ae ngder:}\\&& \begin{array}{|c|c|c|}\hline \textbf{farve}&\textbf{vinkel}&\textbf{b\o lgel\ae ngde}\\ \hline \textup{r\o d}&23.19\degree&656.3\;nm\\ \hline \textup{turkis}&35.68\degree&486.1\;nm\\ \hline \textup{violet}&51.39\degree&434.1\;nm\\ \hline \end{array} \end{array}$

Brugbart svar (1)

Svar #9
01. marts 2022 af mathon

$\small \small \begin{array}{llllll} \textup{og dermed:}\\&& R=\left ( 656.3\cdot 10^{-9}\;m \right )^{-1}\cdot \left (\frac{1}{4}-\frac{1}{3^2} \right )^{-1}\\\\&& R=\left ( 486.1\cdot 10^{-9}\;m \right )^{-1}\cdot \left (\frac{1}{4} -\frac{1}{4^2} \right )^{-1}\\\\&& R=\left (434.1\cdot 10^{-9}\;m \right )^{-1}\cdot \left (\frac{1}{4}-\frac{1}{5^2} \right )^{-1} \end{array}$

Skriv et svar til: Afbøjnings vinkler for Hydrogen

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.