74. Основні характеристики спектральних приладів

Серед оптичних приладів особливе місце займають

спектральні прилади, призначені для дослідження спектрального складу світла.

До складу всіх цих приладів входить диспергуюча система, яка розкладає

падаюче світло на монохроматичні складові й відхиляє їх на кути залежно від

довжини хвилі. За типом диспергуючої системи спектральні прилади поділяють

на призмові прилади та прилади з дифракційною граткою, а за способом

реєстрування спектрів – на спектроскопи, спектрографи, спектрометри,

монохроматори та спектрофотометри. Спектроскопи призначені для візуальних

спостережень спектрів, спектрографи – для їх фотографування, спектрометри –

для запису спектрів на паперову стрічку, монохроматори – для виділення із

спектра вузької його ділянки, спектрофотометри – для фотометрування

спектральних інтенсивностей однієї й тієї самої ділянки спектра. Спектральні

прилади також розрізняють залежно від частини спектра, для якої вони

призначені: інфрачервоної, видимої, ультрафіолетової.

Схему найпростішого призмового спектрографа показано на рис.1. Світло

від вхідної щілини S, розміщеної у фокальній площині коліматорного об’єктива

О1, паралельним пучком падає на призму Р. Камерний об’єктив О2 дає

зображення щілини S у різних довжинах хвиль на поверхні Q. Розкладання

світла призмою зумовлено дисперсією показника заломлення. Внаслідок цього

величина кута відхилення монохроматичних променів залежить від довжини

хвилі: =.

Основними характеристиками спектральних приладів є кутова дисперсія,

лінійна дисперсія та роздільна здатність. Означення цих понять наведено при

вивченні дифракційної гратки.

Призми та інші оптичні елементи спектральних приладів для досліджень

різних ділянок спектра виготовляють із певних речовин. Так, для ультрафіолетової частини спектра 0,35мкмвсі оптичні елементи спектральних приладів виготовляються з кварцу, оскільки в цій частині спектра скло його поглинає. Для інфрачервоної частини спектра оптичні елементи виготовляють із кристалів KCl, NaCl, LiF та інших речовин.

У монохроматорах і спектрофотометрах, крім вхідної щілини у площині

зображення спектра, встановлюється вихідна щілина спектрального приладу. У

таких приладах за допомогою спеціальних конструкцій призм та їх комбінації із

дзеркалами добиваються постійної величини кута відхилення для різних довжин хвиль. У цьому разі вхідна і вихідна щілини перебувають у незмінному положенні, а зміщення спектра на вихідну щілину здійснюється поворотом

призми. Роздільна здатність характеризує властивість приладу розділяти світло, що

відрізняється за довжинами хвиль на інтервал . Чим менший цей інтервал,

тобто чим детальніше дослідження спектра дає змогу зробити прилад, тим

більша його роздільна здатність. Її виражають не інтервалом , а

безрозмірною величиною R /.

75. Маса ядра. Енергія зв’язку ядра атома Маса ядра вимірюється в атомних одиницях маси (а. о. м.). За одну атомну одиницю маси приймається 1/12 частина маси нейтрального атома вуглеводу 12С:

1а.о.м = 1.6606 10-27 кг.

А. о. м. виражається через енергетичні одиниці:

1а.о.м = 1.510-3 ерг = 1.510-10Дж = 931.49 МеВ

Маса ядра дещо менша за сумарну масу протонів та нейтронів, які його складають, що зумовлене притяганням між нуклонами. Притягання зменшує загальну енергію ядра, яка зв'язана з масою формулою Ейнштейна. Зменшення маси ядра в порівнянні з масою його складових називається дефектом маси.

Щоб вибити нуклон із ядра, потрібно виконати величезну роботу, тобто передати ядру енергію зв'язку. Це - енергія, яка потрібна для повного розщеплення ядра на нуклони, або енергія, яка виділяється під час утворення ядра із окремих частинок.

Оскільки остаточну теорію ядерних сил поки що не створено, то енергію зв'язку розраховують за формулою Ейнштейна:

E = mc².

Але точні вимірювання мас ядер показують, що M_я < Zm_p + Nm_n,

Існує так званий дефект мас: DM = Zm_p + Nm_n – M_я.

Підставивши значення дефекту мас в рівняння для енергії, отримаємо формулу для визначення енергії зв'язку: Eзв = DMс2 = ( Zmp + Nmn – Mя)·с2.

Ядра, з частинок, під дією ядерних сил на малих відстанях прямують одна до одної з величезним прискоренням. Випромінювані при цьому g - кванти мають енергію E_зв і масу

Важливу інформацію про властивості ядер містить залежність енергії зв'язку від масового числа А.

Питомою енергією зв'язку називають енергію зв'язку, яка припадає на один нуклон.

Питома енергія зв'язку елементів масові частки яких 50-60 найбільшоа, тому ядра цих елементів найбільш стійкі.

Питома енергія зв'язку тяжких ядер зменшується за рахунок зростаючої із збільшенням Z кулонівської енергії відштовхування, оскільки сила Кулона Fk намагається розірвати ядро.

76. Постулати Бора Постулати Бора — сформульовані датським фізиком Нільсом Бором основні положення будови атома, що враховуютьквантований характер енергії, випромінюваної електронами.

1. Атомна система може перебувати тільки в особливих стаціонарних, або квантових станах, кожному з яких відповідає певна енергія  . У стаціонарному стані атом енергію не випромінює.

2. Радіуси   стаціонарних станів задовольняють умову:

,де   - маса електрона,   - зведена стала Планка.

3. Перехід атома з одного стаціонарного стану в інший супроводжується випромінюванням чи поглинанням фотонів, енергію яких   визначають за формулою:

,де   і   - цілі числа (номери стаціонарних станів), якщо   фотон з частотою   випромінюється, якщо   - поглинається.

Поглинаючи світло, атом переходить із стаціонарного стану з меншою енергією в стаціонарний стан з більшою енергією. Усі стаціонарні стани, крім одного, є умовно стаціонарними. Нескінченно довго кожен атом може знаходитись лише в стаціонарному стані з мінімальним запасом енергії. Цей стан атома називається основним, всі інші - збудженими.