Spectres atomiques de l’hélium

A.      Introduction :

Le but de cette manipulation est la détermination des longueurs  d’onde des raies les plus intenses de l’héliumHe. Les raies spectrales de mercure sont observées au moyen d’un réseau de diffraction. Les longueurs d’ondes des raies sont déterminées à partir de la géométrie du montage et de la constance du réseau de diffraction.

Lorsque la lumière de longueur d’onde λ tombe sur réseau de diffraction de constante de diffraction K, elle  est diffractée.

Si un électron d’un atome d’hélium effectue une transition de l’état excité d’énergie E_f vers l’état fondamental d’énergie E_i, il y’aura émission d’un photon de fréquence Ѵ tel que :

hѴ =E_f-E_i

(Spectroscopie de l’atome de l’hélium).

Pour un atome à deux électrons 1 et 2, l’opérateur Hamiltonien non-relativiste s’écrit :

H = -ħ²Δ₁/2m_e – ħ²Δ₂/2m_e – 2e² /Ιr₁Ι – 2 e² /Ιr₂Ι + e²/Ιr₁-r₂ Ι

B.     Description de l’expérience :

D’après le montage expérimental, le tube spectral d’hélium utilisé comme source de radiation relié à l’alimentation HT.

L’alimentation est ajustée à environ 5Kg ; l’échelle est placée directement derrière le tube  spectral afin de minimiser les erreurs de parallaxe.

Le réseau de diffraction doit être parallèle à la règle graduée.

Placer l’œil derrière le réseau de diffraction et observer un spectre de raies issu de la diffraction au premier ordre et situé à gauche et à droite de la tâche principale (ordre zéro, n=0) et de façon systématique. Deux raies de même couleur sont distantes  de 2l.

Conclusion :

L’étude des fréquencescaractéristiques du rayonnement de l’atome de hélium et émis dans le visible. Les transitions observées entre niveau obéissent au principe de correspondance de RITZ ; dont la règle de transition est ∆l= ±1.