根据氢光谱的波长，计算里德伯常量及普朗克常量

【目的和要求】

　　测定氢光谱的波长，验证巴耳末公式；根据氢光谱的波长计算里德伯常量及普朗克常量。

【仪器和器材】

　　分光镜（J2551－1型），光谱管组（J2552型），感应圈（J1206型），低压电源（J1201型或J1201－1型，J1201－2型），学生电源（J1202型或J1202－1型），照明 灯（6伏）。

【实验方法】

　　根据巴耳末公式，氢光谱巴耳末线系各谱线的波长为：

　　（1）

　　R为里德伯常量，n＝2、3、4、5、……称量子数。测出对应于某一量子数n的谱线波长λ，即可计算出里德伯常量R，即

　　（2）

　　附表列出了四条明线光谱的名称、对应的量子数、谱线颜色、波长理论值和测量值以及根据（2）式计算得到的里德伯常量R。计算时，波长以米为单位，1纳米＝10^－9米。计算结果，与公认值1．097×10⁷米^－1是一致的。

　　根据玻尔理论，氢原子从较高的能级（量子数n＝3、4、5、……）跃迁到量子数n＝2的能级时，辐射出的光子属巴耳末线系，其能量差：

　　（3）

式中h为普朗克常量。v为辐射出的光子频率，v＝c／λ为光速。13．6是处于基态上的氢原子的电离能量，单位是电子伏特。测出巴耳末线系的谱线波长λ，代入（3）式，即可计算出普朗克常量。计算时，波长以米为单位，电子伏特化为焦耳（J），1电子伏特＝1．60×10^－19焦耳。把测量数据和计算结果列在下表中。普朗克常量的公认值为6．63×10^－34焦耳·秒。