Серия Бальмера в спектре водорода. Определение постоянной Ридберга

Московский государственный технический университет 
имени Н.Э. Баумана 
С.М. Вишнякова, В.И. Вишняков 
 
 
 
 
Серия Бальмера в спектре водорода. 
Определение постоянной Ридберга 
 
 
 
Методические указания к выполнению  
лабораторной работы по курсу общей физики 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 

 
УДК 539.18(076) 
ББК 22.38 
        В55 
Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru 
по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/70/book1417.html 
 
Факультет «Фундаментальные науки» 
Кафедра «Физика» 
Рекомендовано Редакционно-издательским советом  
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве методических указаний 
 
В55 
Вишнякова, С. М. 
 
Серия Бальмера в спектре водорода. Определение постоянной 
Ридберга: методические указания к выполнению лабораторной 
работы по курсу общей физики / С. М. Вишнякова, В. И. Вишняков. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016. — 
18, [6] с. : ил. 
ISBN 978-5-7038-4396-3 
В лабораторной работе рассмотрены основы теории строения и излучения атомов (на примере атома водорода). Выведена расчетная формула 
для значений энергии стационарных состояний атома водорода, приведены 
примеры спектральных серий излучения атома водорода. Кратко рассмотрены процессы возбуждения и излучения атомов в газоразрядной трубке. 
Изложен дифракционный метод спектрального анализа электромагнитного излучения, приведена методика определения длин волн серии Бальмера 
в видимой области, а также методика расчета постоянной Ридберга, расчета 
энергии излучаемых фотонов, энергии ионизации, энергии возбуждения  
и ряда других характеристик строения и излучения атома водорода. 
Для студентов 2-го курса всех специальностей МГТУ им. Н.Э. Баумана. 
 
УДК 539.18(076) 
 
ББК 22.38 
 
 
 
 
 
 
 
 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016 
 
 Оформление. Издательство  
ISBN 978-5-7038-4396-3                                             МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016 
2 

 
Предисловие 
Данная лабораторная работа выполняется с целью закрепления и конкретизации теоретического материала по разделу курса 
общей физики «Основные положения квантовой физики», ее содержание базируется на материале, изложенном в лекциях и 
учебной литературе, рекомендованной для дисциплины «Физика». Квантовые явления лежат в основе всех новейших технологий, определяющих уровень научно-технического развития в 
конце ХХ – начале ХХI в., поэтому знание основ теории строения 
и излучения атомов необходимо для объяснения ряда основных 
наблюдаемых природных и техногенных явлений с позиций фундаментальных физических взаимодействий. 
Линейчатый характер излучения атомов, их устойчивость 
явились одними из экспериментальных оснований для развития 
квантовой физики. Швейцарский физик Иоганн Бальмер выделил 
из спектральных линий излучения атома водорода серию линий 
(серию Бальмера) и представил длины волн этих линий в виде 
формулы (формула Бальмера, 1885). Шведский физик Иоганнес 
Ридберг составил формулу, описывающую любую спектральную 
линию (1890), ввел универсальную константу R (постоянная Ридберга). Выдающийся датский физик-теоретик Нильс Бор сформулировал идею о дискретности энергетических состояний атомов, 
условия устойчивости атомов (постулаты Бора), создал свою теорию водородоподобного атома, объяснил широкий круг явлений. 
За заслуги в изучении строения атома Бор в 1922 году был удостоен Нобелевской премии.  
В ходе выполнения лабораторной работы студенты должны 
изучить элементы теории электромагнитного излучения и строения атомов на примере атома водорода. В экспериментальной 
части работы учащиеся наблюдают дискретные спектры излучения газов, определяют длины волн излучения атомарного водорода, используя в качестве спектрального прибора дифракционную решетку, на основе результатов измерений рассчитывают 
3