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Universität zu Köln
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Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Fachgruppe Physik

I. Physikalisches Institut

Versuch 1.7 – Bestimmung der Rydbergkonstanten aus der Balmer-Serie des H-Atoms

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Versuch 1.7: Ein Gitter zerlegt das Licht einer Gasentladungsröhre in seine Spektralfarben

Dieser Versuch soll Ihnen die Möglichkeit geben, am denkbar einfachsten atomaren System, dem Wasserstoffatom, bestehend aus einem einzigen Proton und einem Elektron, mit wiederum einfachsten Mitteln eine Analyse des abgestrahlten Spektrums durchzuführen. Sie betrachten hierfür zwei Strahlungsquellen durch ein optisches Gitter, das das Licht entsprechend seiner Wellenlänge unterschiedlich ablenkt. Aus dem Maß der Ablenkung können Sie auf die Wellenlänge schließen und mit den bekannten Modellen somit auf die frei werdende Energie des von Ihnen beobachteten atomaren Übergangs. Als Strahlungsquellen stehen Ihnen hierfür zwei Kaltkathoden-Gasentladungsröhren (Geißlerröhren) zur Verfügung. Die eine ist mit Quecksilberdampf befüllt, dessen Wellenlängen wir Ihnen zu den sichtbaren Spektrallinien vorgeben, damit Sie daraus die Gitterkonstante des optischen Gitters berechnen können. Mit diesem Wert berechnen Sie dann die Wellenlängen der sichtbaren Spektrallinien von atomaren Wasserstoff. Daraus bestimmen Sie abschließend die Rydbergkonstante, die Bestandteil der quantenmechanischen Beschreibung des H-Atoms ist.