Приборы и оборудование.

Спектрограф средней разрешающей способности ИСП-51, источник сплошного спектра излучения (лампа К-12), Блок питания ЭСП-111 лампы

К-12, источник сравнения (ртутная или ртутно-кадмиевая микролампа), стеклянные кюветы с кристаллическим йодом или бромом, спектральные фильтры для зеленой и красной областей спектра.

Методика измерений.

В лабораторной работе нужно исследовать структуру спектра поглощения двухатомных молекул или , возникающих при квантовом переходе между нижним колебательным уровнем ( ) невозбужденного электронного состояния и различными колебательными уровнями ( ) первого возбужденного электронного состояния.

Спектры поглощения молекул йода или брома находятся в видимой области спектра и могут быть изучены визуально.

Разложение изучения в спектр осуществляется с помощью спектрографа 1.

Стеклянные кюветы с исследуемым веществом 2 расположены на столике, который может перемещаться в направлении, перпендикулярном оптической оси установки. Это позволяет освещать входную щель спектрографа от источника сплошного спектра 3 излучением, проходящим через кювету с йодом или бором. Источник сравнения 4 , спектральная микролампа, освещает входную щель спектрографа через призму полного внутреннего отражения 5.

Спектры источников излучения с помощью оптической системы приборов ИСП-51 (объектива коллиматора 6, системы трех призм 7, объектива камеры 8) получают в фокальной плоскости 9 объектива камеры спектрографа. Спектр наблюдают визуально с помощью окулярного микрометра 10.

Порядок выполнения работы.

1. Ознакомиться с установкой, принципом действия спектрографа ИСП-51, порядком выполнения работы.

2. Установить ширину входной щели спектрографа, равную 0,04 мм, осторожно вращая барабан регулировки ширины щели.

3. Включить источник сплошного спектра лампу К-12 через блок питания ЭПС-111 в сеть.

4. Через окулярный микрометр 10 наблюдать сплошной спектр. С помощью барабана длин волн 11 на корпусе ИСП-51 справа вывести в поле зрения зеленую часть спектра.

5. Включить источник сравнения 4.

6. Вести призму полного внутреннего отражения 5, нажав стержень на насадке, помещенной перед входной щелью. При этом верхняя часть входной щели освещена источником сравнения.

7. Установить указатель окулярного микрометра на деление “4”. При измерениях положение указателя не менять.

8. Проградуировать шкалу барабана длин волн.

9. Перед снятием показаний медленно поворачивая маховик 13, осуществляющий перемещение объектива камеры, добиваться резкости спектральных линий (и квантов), совмещенных с указателем окулярного микрометра. При оформлении отчета по данным измерений построить градуировочный график в большом масштабе.

10. Включить источник сравнения 4, не включая лампу сплошного спектра. Ввести призму полного внутреннего отражения. Уменьшить ширину щели до 0.01 мм.

11. При комнатной температуре наблюдать спектр поглощения йода или брома. Он состоит из вертикальных темных квантов на светлом фоне (в сине-зеленой части спектра - , в красной - )

12. По барабану длин волн отметить положение 20-25 кантов полос поглощения. Измерения начать с первого канта, который расположен в длинноволновой части полосатого спектра поглощения.

13. Пользуясь градуировочным графиком, определить длины волн кантов спектра . Результаты измерений представить в виде таблицы.

14. Построить график зависимости ширины полосы ΔN спектра поглощения от длины волны канта соответствующей полосы для . По графику определить для . При построении графика масштаб по вертикальной и горизонтальной осям следует выбрать так, чтобы график был расположен примерно под углом 45 к осям.

15. По формуле (7) найти энергию диссоциации молекул .

16. Оценить возможность ошибки определения D.

Номер п/п	Цвет волны	Номер волны	Длина волны	Угол поворота	Положение кантов	Длина волн кантов	Ширина кантов
1	красная	1	690,7нм	6350	6660	720,5нм
2	красная	2	671,6нм	6000	6562	700,6нм	98
3	красная	3	623,4нм	5850	6502	699нм	60
4	красная	4	612,3нм	5630	6474	692,1нм	28
5	красная	5	607,2нм	5580	6389	688нм	85
6	желтая	1	579,0нм	5560
7	желтая	2	576,9нм	5500
8	зеленая	1	546,0нм	5460	5595	590,1нм
9	голубая	1	491,6нм	5160	5486	545нм	109
10	синяя	1	435,8нм	5086	5419	540,8нм	67
11	синяя	2	434,7нм	4799	5372	530нм	47
12	фиолетовая	1	407,7нм	4678
13	фиолетовая	2	404,6нм	4410