Rydberg e Balmer: Apparato ed errore sperimentale

- Lampada idrogeno-deuterio

La sorgente utilizzata nell’esperimento è una “lampada di Balmer” prodotta dalla ditta Leybold-Heraeus. Si tratta di una lampada a scarica gassosa alimentata con tensione alternata: idrogeno e deuterio atomico sono prodotti per elettrolisi dall’acqua pesante (D2O) e leggera (H2O) presenti nella lampada nel rapporto di 1:3. La presenza di particolari catalizzatori previene quasi totalmente, come mostrato nello spettro, la formazione di idrogeno molecolare.

- Monocromatore

L’analisi della lunghezza d’onda della luce emessa è stata effettuata tramite un monocromatore Jobin-Yvon a scansione automatica nel range 2000-13000 Å con motore passo-passo. Il reticolo di 1200 righe/mm utilizzato, blazed a 5000 Å, permette di lavorare fra 3000 e 8000 Å.

La sensibilità in lettura è di 0.01 Å, mentre la dispersione sul piano della fenditura di uscita è pari a 12 Å/mm. Durante l’esperimento le fenditure sono state tenute a 20 μm e l’allargamento effettivo misurato, pari a 0.4 Å, è risultato superiore a quello indotto dal monocromatore (0.24 Å). Esso è stato attribuito all’effetto Doppler, particolarmente importante nel caso di un atomo leggero come l’idrogeno. Inoltre, in misure ripetute, è stato notato un significativo scostamento casuale delle righe di emissione e pertanto l’incertezza complessiva sulle lunghezze d’onda emesse è stata stimata pari ad 1 Å.

- Fotomoltiplicatore

La conversione della luce in corrente elettronica è stata affidata ad un fotomoltiplicatore Hamatsu a 11 dinodi alimentato a 600-1000 V e sensibile, all’incirca, fra 3000 e 7000 Å.

- Pc

La gestione della scansione in lunghezza d’onda e l’analisi degli spettri è stata eseguita con il programma SpectraLink, il trattamento dei dati col programma Origin.