INGENIERÍA ELÉCTRICAELECTRÓNICA LABORATORIO DE FISICA MODERNA
FISICA MODERNA
Espectro del átomo de Hidrogeno. PRÁCTICA N°
FECHA
INTEGRANTES
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26/01/2018
TIEMPO: 2hr
FIRMA
Guambaña Leimer
[email protected] , Pérez John
[email protected], jperezr@es t.ups.edu.ec,
RESPONSABLE: Ing. Osmani Ordoñez
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA.
RESUMEN: En el presente informe vamos a llegar a demostrar y visualizar el espectro del átomo de hidrogeno el cual es muy parecido al experimento de la doble rendija pero en este caso se visualizara solo 3 colores el cual se observaran con mayor intensidad y con ello analizaremos sus longitudes de onda. ABSTRACT: In the present report we will get to demonstrate and visualize the spectrum of the hydrogen atom, which is very similar to the result of the double interpretation but in this case it will be visualized in solitary 3 colors, which will be observed with greater intensity and with it we will analyze their wavelengths. 1. OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA: PRÁCTICA: 1.1. Objetivo General.
Verificar, calcular, demostrar el espectro del átomo de hidrogeno.
1.2. Objetivos Específicos.
Determinar la energía de Fotón Determinar la contante de Balmer. Análisis Dimensional de la longitud de onda
2. INTRODUCCIÓN: Se denomina espectro del hidrógeno a la emisión electromagnética propia del hidrógeno. del hidrógeno. Es conocido desde los trabajos de Kirchhoff, de Kirchhoff, Bunsen Bunsen y Fraunhofer que todos los elementos los elementos tienen una emisión característica característica de ondas electromagnéticas electromagnéticas dentro de todo el espectro el espectro electromagnético.
3. MARCO TEÓRICO: Balmer dedujo matemáticamente las relaciones entre las diferentes líneas de emisión del hidrógeno, del hidrógeno, pero pero no pudo explicar por qué motivo físico las emisiones emisiones seguían ese patrón.
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No fue hasta el desarrollo del modelo atómico de Bohr que se pudo dar respuesta a esta incógnita. En este modelo el átomo se describe como un núcleo con carga positiva (formado por protones y neutrones) y los electrones orbitan a su alrededor en órbitas circulares. Sólo se permiten las órbitas que cumplen que su momento angular es un múltiplo entero de la constante de Planck, h. Este modelo fue el primero que introdujo la mecánica cuántica dentro del átomo y explicaba satisfactoriamente, mediante transiciones de electrones entre las diferentes órbitas permitidas, las emisiones electromagnéticas del hidrógeno. A los múltiplos de h de cada órbita se le llamó número cuántico. Más tarde este modelo fue superado por Sommerfeld, permitiendo órbitas elípticas y con la introducción de otros números cuánticos que explicaron teóricamente los multipletes y las emisiones de átomos de elementos más complejos. Modernamente sabemos que el espectro de emisión de un átomo coincide con los valores del espectro matemático del observable hamiltoniano del átomo. [2]
[]
La fórmula de Balmer generalizada por el físico suizo Walter Ritz (1878-1909) es:
Existen diferentes series de l
1 = ( 1 1) 1 a longitud de onda en el cual son de los diferentes espectros.
Figura 1: Series Se observaron que en la zona infrarroja y ultravioleta se formaba el mismo espectro, pero
no era visible.
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Figura 2: Modelo de Bohr
análisis por el método de Bohr tenemos que un electrón que está en una órbita menor salta a una órbita menor por lo cual tenemos que: [3] El
= () =….. = =
Energia del Foton seria:
4. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA: 4.1. Esquema:
Figura 3. Esquema de la practica
4.2 Materiales:
Lampara de hidrogeno Rendija Fuente de Voltaje Pantalla para observar espectro
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4.3 Procedimientos: Como observamos en nuestro esquema vemos que el experimento es muy similar al de la doble rendija, pero en este caso el observador está en otra perspectiva, lo que haremos es tomar medidas de distancia entre cada color y la distancia D. De donde nos queda que:
1 = 2 43 1 1 [] 8 ℎ Del esquema tenemos la relación que:
= √∗ [7] Los datos obtenidos tenemos son: Color Rojo Azul Violeta Ultima Línea
2Y [cm]
Y
D
d
85
0,425
0,99
1,6667E-06
60,6
0,303
0,99
1,6667E-06
53,7 47,8
0,2685 0,239
0,99 0,99
1,6667E-06 1,6667E-06
4.4 Resultados:
De la ecuación 7 tenemos y despejamos
de la ecuacion 5
Tenemos que:
− = = √ ∗− = , ∗, ,−,
3,05125E-07
Y
nos daría:
=
= = == ,E−
9,83202E+14
Realizando una tabla tenemos que Color Rojo Azul Violeta Ultima Línea
ℎ
3,05125E-07 2,35561E-07
9,83202E+14 1,27356E+15
6,51863E-19 8,44367E-19
2,12651E-07 1,9202E-07
1,41076E+15 1,56234E+15
9,35334E-19 1,03583E-18
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Donde
ℎ
es la energía del fotón
Para determinar la constante de Balmer
1 = 1 1 Donde Color Rojo Azul Violeta Ultima Línea
nf 2 2 2 2
3,05125E-07 2,35561E-07 2,12651E-07 1,9202E-07
Color Rojo Azul Violeta
ni 3 4 5
∞
R 23596856,5 22640982,2 22393024,7
=17157715,8− =1,715771 ∗107− El análisis dimensional de de Bohr:
=9,1∗10− =1,6∗10− =8,85∗10− / ℎ=6,63∗10− . =3∗10/
1 = 2 4 3 1 1 8 ℎ
311,6∗10194 9,1∗10 = 82 ∗ 3∗108 2 ∗ 6,63∗1034 .3 = 1,097 ∗ 1071
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4.5 Material Suplementario.
Figura 4: Practica realizada
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CONCLUSIONES:
Se compro el espectro del átomo de Hidrogeno y se observó que en este los colores más visibles solo son 3. Se pudo comprobar que la contante de Rydberg en nuestro calculo fue un valor muy aproximado. Se puo ver la energía del fotón que se desprende de cada color. Luego del desarrollo y el análisis notamos grandes errores en los valores esperados llegamos a las posibles causas de éstos y las posibles soluciones que podrían darnos mejores resultados. Experiencias como estas son de gran ayuda para el enriquecimiento experimental de un científico ya que al reconocer los errores cometidos en la práctica se evitaría volverlos a cometer en el futuro. The spectrum of the Hydrogen atom was purchased and it was observed that in this the most visible colors are only 3. It was found that the Rydberg count in our calculation was a very approximate value. You can see the energy of the photon that is detached from each color. After the development and analysis we noticed large errors in t he expected values, we arrived at the possible causes of these and the possible solutions that could give us better results. Experiences such as these are of great help for the experimental enrichment of a scientist since recognizing the mistakes made in practice would prevent them from committing them in the future.
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BIBLIOGRAFÍA:
REFERENCIAS [1] P. A. Tipler, Física, (Editorial Reverté, S. A., Barcelona, 1994), pág. 1148 – 1152 – 761. [2] H. E. White, Física moderna, (Montaner y Simón, S. A., 1979), pág. 757 [3] Guía de la cátedra de Física, Modelo_de_H
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BIOGRAFÍA:
Guambaña Calle Leimer nació en la provincia de Morona Santiago cantón Limón Indanza el 27 de enero de 1996, sus estudios secundarios los ha realizado en el Colegio Fisco misional Rio Santiago, realizado su viaje a la ciudad de Cuenca para poder obtener una nueva meta que es el estudio universitario le gusta los deportes en especial el futbol.
John Xavier Pérez Rocano nació en la Provincia de Azuay cantón Cuenca el 18 de agosto de 1995, sus estudios secundarios los ha realizado en el Colegio Técnico Ricaurte, es él estúdiate de la universidad Politécnica Salesiana.
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