Adelanto de Informe de Balmer

7/21/2019 Adelanto de Informe de Balmer

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE BOLIVAR

Facultad de ciencias básicas

Depata!ent" de #$sica

DETERMINACION DE LA LONGITUD DE ONDA H α , H β , H ϒ DE LA SERIE

DE BALMER PARA EL ATOMO DE HIDROGENO.

%aen F"nseca Guti&e'() Andea Ricad" El*aie+ ,) -"se I.naci" Oc/"a 0) -ai" Luis Fl1e' 2)

-uan Cal"s I!it"la 3

(Estudiante de in.enie$a industial) uni4esidad tecn"l1.ica de b"l$4a5,Estudiante de in.enie$a ci4il) uni4esidad tecn"l1.ica de b"l$4a50Estudiante de in.enie$a ci4il) uni4esidad tecn"l1.ica de b"l$4a5

2Estudiante de in.enie$a elect1nica) uni4esidad tecn"l1.ica de b"l$4a53Estudiante de in.enie$a ci4il) uni4esidad tecn"l1.ica de b"l$4a5



1. Introducción

Bal!e estudi" el espect" 4isible

del /id".en") d"nde se pesenta

un c"n*unt" de a6as 7ue esultan

de la e!isi1n del át"!" de

/id".en"5 Cuand" el elect1n

.ana ene.$a 8Ene.$a #inal 9

Ene.$a inicial:) se ubicaa en "t"

estad" cuántic" c"n !a6"

ene.$a) cuand" est" "cue se

dice 7ue el elect1n esta e;citad"<

ent"nces Bal!e lle." a la

c"nclusi1n 7ue n9= 0 6 n=,<d"nde n epesenta el n>!e"

cuántic" pincipal e#eente al

ni4el de ene.$a del elect1n)

desde n= 0 a n= , es lla!ada ?@

alp/a) 2 a , es ?@beta) 3 a , es ?@

.a!!a5 La l"n.itud de "nda paa

cada l$nea de Bal!e) puede se

calculada p" la c"nstante de

R6dbe. 8R= () 107

m−1

:5

Ecuaci1n paa /alla la l"n.itud de "nda

de Bal!e) d"nde ! t"!a n>!e"s

!a6"es de 0 /asta el in#init"5

2. Procdi!into

aa c"!en'a el e;pei!ent" de lal"n.itud de "nda de Bal!e debe!"s/ace !"nta*e e;pei!ental paa elestudi" de las seies de Bal!e delát"!" de /id".en"84e #i.5(:)

despu&s despla'a!"s la lente a 3

!! del paalel" 6 "t"."nal al e*e1ptic") "bteniend" una i!a.en claade la lá!paa de Bal!e s"be laendi*a 4aiable) lue." despla'a!"s ellente a (!! "bteniend" unai!a.en n$tida de la endi*a 4aiableen la pantalla tanslucida) despu&s de/ace est"s a*ustes apa.a!"s las lucesdel lab"at"i" 6 "bse4a!"s la pantalla tanslucida5

Fi.5 ( "nta*e e;pei!ental paa el estudi" de las seies deBal!e del át"!" de /id".en"5

". An#$i%i% r%u$t&do%.

1. Encuntr un& '(r%ión (&r&

dtr!in&r $& di%t&nci& & ntr $& r)i$$&

d Ro*$&nd + $& (&nt&$$& tr&n%$cid&

co!o -unción d &1, &2, d1 + d2 .



La e;pesi1n !ate!ática paa enc"nta la!a.nitud de a es la si.uienteH

(d 2−d 1)+a2+a1=a

D"nde se l".a apecia 7ue la distancia a n" es

!ás 7ue la su!a de l"s paá!et"s en l"s cuales

se e;pesa dic/a !a.nitud5

2. Con $ &$or !dido d &1 + $o% &$or% d&2/0 !!, d1/2,0 !! + d2/" !!

dtr!in &.

Teniend" en cuenta la e;pesi1n del incis"antei" c"n sus especti4"s 4al"esH (3mm−2.5mm)+5mm+240mm=245mm

". Aor& con $& -ór!u$& d B&$!r d&d& (or

$& '(r%ión 13, dtr!in $& -rcunci&

n H43 + $& $on5itud d ond& n n!3 d

$&% !i%!&% $6n&% H7, H8 + H9 o:%r&d&%

%o:r $& (&nt&$$&.

atiend" de la #"!ula e!p$ica de -"/anBal!e tene!"s una e;pesi1n paa la#ecuencia de "nda de la si.uiente #"!aH

ϒ = R ( 1

22 −

1

m2)

D"nde != 0)2) 6 3 paa el espect" 4isiblec"n el 7ue se dete!inaa el 4al" de l"n.itudde "nda paa cada l$nea del espect"5 As$H

- aa la tansici1n de 0 a ,

ϒ =3,2899 x10151/s (

1

22−

1

32)

¿4.56 x1014 Hz

L" 7ue n"s indica 7ue en la l$nea ?) la

l"n.itud de "nda es e7ui4alente a

λ= 3 x 10

8m /s

4.56 x1014

Hz

=656.5nm


ϒ =3,2899 x10151/s (

1

22− 1

42)

¿6.16 x1014 Hz

La l"n.itud de "nda en la l$nea ?J ) l"n.itud

de "nda es

λ= 3 x10

8

m /s6.16 x 1014 Hz=486.3nm


ϒ =3,2899 x10151/s (

1

22−

1

52)

¿6.91 x 1014 Hz

λ= 3 x10

8m / s

6.91 x1014 Hz

=434.1nm

La l"n.itud de "nda c"esp"ndiente a la l$nea

?K5

De l" antei" se puede c"nclui 7ue se pueden

4isuali'a l"n.itudes ente 202),n! 6 3n!

ap";i!ada!ente) 6a 7ue estas se encuentan

dent" de un espect" 4isible 6 cada l$nea tiene



un c"l" c"n el 7ue se puede identi#ica cada

espect" de l"n.itudes de "nda5

;. Con $& -or!u$& 23 c&$cu$ $& $on5itud d

ond& n n!3 d c&d& un& d $&% $6n&% <u

co!(onn $ %(ctro d$ idro5no

o:%r&do.

aa dete!ina las l"n.itudes de "nda a pati de la #"!ulaH λ=dsenφ

es necesai" "btene el 4al" del án.ul" 6 lac"nstante d 7ue e7ui4ale a l$neas!!5

aa dete!ina el 4al" del án.ul" se tieneen cuenta el si.uiente es7ue!aH

D"nde p" análisis ti."n"!&tic" se "btieneH

φ=tan−1 b

a

& es la distancia ente la e*illa 6 la pantalla

tanslucida 6 b la distancia ente las l$neas

espectales c"n espect" a la l$nea de "den

ce"5

L"s cálcul"s "btenid"s paa cada l"n.itud de

"nda 6 l"s án.ul"s dete!inad"s) #ue"n l"s

si.uientesH

θ1=tan−1 10.4

24=23.42 M

λ1= 1

600∗sin23.42=662.67nm

L"n.itud de "nda c"esp"ndiente paa la l$nea

Hα.

θ2=tan−1 7.4

24=17.13 °

λ2=

1

600∗sin17.13=491.07nm

L"n.itud de "nda c"esp"ndiente a la l$nea de

?J

θ3=tan

−1 6.7

24=15.59 °

λ3= 1

600∗sin15.59=448.14 nm

L"n.itud de "nda c"esp"ndiente paa la l$nea

?K5

5. Calcule un porcentaje de errorde los valores de la longitud deonda medidos con elexperimento respecto a loscalculados con la fórmula deBalmer.Para comprobar el grado de efcaciaque tuvimos en la experienciarealizada, calcularemos elporcentaje de error entre laslongitudes de onda calculadas conla ormula empírica de Balmer y las

calculadas con la ormula (! de laguía"

e = valorcalc−valor exp.

valor exp x100

Para la longitud de onda en la línea Hα:



e=656,5nm−662.67 .

662.67 x 100=0.93

Teniend" en cuenta el p"centa*e de e"

p"de!"s a#i!a 7ue paa &sta l"n.itud de

"nda) l"s cálcul"s e;pei!entales se die"n de

!anea e#iciente 6 c"n buena pecisi1n5

Ade!ás) c"n a6uda del s"#tae SpectaLab)

c""b"a!"s 7ue e#ecti4a!ente la l"n.itud de

"nda se encuenta dent" del espect" de lu'

"*a5

aa la l"n.itud de "nda en la l$nea ?J

e=486,3−491.07

491.07 x100=0.97

A pati del e" p"centual p"de!"s c"nclui

7ue l"s dat"s t"!ad"s a pati de la e;peiencia

s"n 4álid"s 6 n"s pe!iten c""b"a) c"n

cieta incetidu!be) el c"l" dent" del

espect" de la l"n.itud de "nda5 Ta!bi&n) se

4ei#ica a ta4&s del spectalab el c"l" de lu'

a'ul@4ed"s" c"n la l"n.itud de "nda "btenida5

aa la l"n.itud de "nda en la l$nea ?K

e=434,2−448.14

448.14 x100=3.11

A pesa de 7ue el e" p"centual n" #ue tan

ba*" c"!" en l"s cas"s antei"es) en este cas"

ta!bi&n es 4álid" paa el análisis de la l"n.itud

de "nda calculada a pati de l"s dat"s

"btenid"s) 6a 7ue n" supea el e" p"centual

del 3 e7ueid" paa 7ue una e;peiencia sea

4álida5 A ta4&s del .a#ic" se puede 4e 7ue

dic/a l"n.itud de "nda se encuenta en el

espect" de lu' 4i"leta aun7ue un p"c" ale*ad"

del !á;i!" 4al") 6a casi al #inal del espect"5

6. Ahora con los valoresmedidos en elexperimento calcule laconstante de Rydberg atravs de una gr!"ca de

frecuencia # vs. $%&'(%&m)*+ m , %- )- $verformula %*. Calcule un

porcentaje de errorrespecto al valorreportado en la literatura.



(x! # $"%&')*x - %+%+)).")$/0 # )

1recuencia vs ()2.-)2m!

La c"nstante de R6dbe. se puede "btene a

pati de la ecuaci1n del .a#ic" pesentad" p"

l"s dat"s e;pei!entales5

Si c"!paa!"s la ecuaci1n del .a#ic" c"n la

ecuaci1n e!p$ica de Bal!e) tene!"s 7ueH

y=3 x1015 X −2 x 10

11

)

ϒ = R ( 1

2

2 −

1

m

2 )

P es la 4aiable dependiente 7ue e7ui4ale a la

#ecuencia 6 la pendiente se$a i.ual a la

c"nstante de R6dbe. 6a 7ue es la e;pesi1n

( 1

22−

1

m2) 7ue n"s !uesta 7ue es la

4aiable independiente5 " l" tant") R=

3 x1015

Calculand" el e" p"centual

e=3 x10

15−3.289 x1015

3.289 x 1015

x 100=6.25

Resumen

Mediante la experiencia se determinolas longitudes de ondas con laecuación de la relación entre la

longitud de onda y el angulo deobservación y después hallamos lasrecuencias! las longitudes de ondascalculadas tienen "ue ser parecidas alas longitudes de ondasexperimentales# se determinan conuna re$illa de disraccion de altaresolución y las observamos graciasa un programa.

Palabras claves: %spectro de

emision# longitud de onda# recuencia#electron# energia# potencial#disraccion.

Abstract

&y 'avelengths experience 'ith thee"uation o the relationship bet'eenthe 'avelength and the observationangle is determined and then ind there"uencies! calculated 'avelengths

have to be similar to the experimental'ave lengths are determined 'ith agrid o high(resolution disraccion andobserved through a program.

)ey'ords: emission spectrum#'avelength# re"uency# electron#energy# potential# disraccion.

Conclusion.

%n esta experiencia se puede concluir "ue esacil observar con la lampara de &almer y undisractor las series espectrales de &almer ycon estas series hallar las longitudes deondas de algunos de estos estados.

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