Catálogo general eXperimentos de FísiCa

CApAs ATóMICAs
P6.2.1
Observación del desdoblamiento de las líneas de Balmer, utilizando hidrógeno deuterizado (Desdoblamiento de isótopos) (P6.2.1.3_b)
No de Cat. Artículo
451 41 Lámpara de Balmer, deuterizada 1
451 141 Fuente alimentación para las lámparas de Balmer 1
460 02 Lente en montura f = +50 mm 1
460 14 Rendija variable 1
460 13 Objetivo de proyección 1
471 27 Rejilla holográfica en montura 1
460 09 Lente en montura f = +300 mm 1
337 47USB VideoCom USB 1
460 32 Banco óptico con perfil normal, 1 m 1
460 335 Banco óptico con perfil normal, 0,5 m 1
460 341 Bisagra con escala 1
460 374 Jinetillo óptico 90/50 6
Adicionalmente se requiere:
PC con Windows 2000/XP/Vista
216 ExpErIMEnTOs DE FísICA
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P6.2.1.3 (b)
1
FísICA ATóMICA y nuCLEAr
La serie de Balmer del átomo de hidrogeno surge de la transición
electrónica al segundo nivel energético (numero cuántico principal
n = 2) desde estados energéticos más altos (m: 3,4,5...). La longitud
de onda de los fotones emitidos se define así:
c ⎛ 1 1 ⎞
= R −
λ
⎜ 2 2
⎝ n m
⎟
⎠
R
= constante de Rydberg
En este caso, se asume que la masa del núcleo es mucho más grande
que la masa del electrón. Para un cálculo más exacto, la constante
de Rydberg debe ser corregida empleando la masa reducida. Por
consiguiente, las constantes de Rydberg R H para el hidrogeno y R D
para el isotopo deuterio, cuyo núcleo esta compuesto de un protón
y un electrón, son diferentes. Las líneas espectrales de la serie de
Balmer en el deuterio, son desplazadas hacia longitudes de onda
más cortas comparadas con las líneas espectrales del hidrógeno.
Este fenómeno se denomina variación isotópica.
En el experimento P6.2.1.3, la serie de Balmer es analizada mediante
un espectrómetro de alta resolución. Una rejilla holográfica (con su
constante g) es implementada. La división de la longitud de onda
es calculada a partir del ángulo b del máximo de primer orden y la
división angular Db:
∆λ = g ⋅ cosβ
⋅ ∆β
Serie de Balmer del hidrógeno
P6.2.1.3
Observación del desdoblamiento de las
líneas de Balmer, utilizando hidrógeno
deuterizado (Desdoblamiento de isótopos)