2. Експериментальна частина
2.1. Вимірювальна установка та методика вимірювання
Вивчення спектрів лужних елементів полягає у визначенні положення спектральних лінії у спектрі їх випромінювання. Спектром називається відповідність між довжиною хвилі та інтенсивністю випромінювання.
У цій роботі досліджується спектр випромінювання атомів натрію за допомогою спектрографічної установки, що складається з реєструючої камери УФ-90, джерела досліджуваного (натрієвої лампи) та спектра порівняння – ртутної лампи з блоком живлення, а також системи освітлювальних лінз для рівномірного освітлення щілини світлом від джерела або спектра порівняння. По висоті щілина обмежується діафрагмою Гартмана, що дає можливість отримати декілька спектрів на одній і тій самій плівці, не змінюючи положення касети відносно реєструючої площини. Оптична система спектрографа розкладає світло у спектр, так що монохроматичні промені хвиль різної довжини потрапляють у різні точки фокальної площини фотокамери УФ-90 та відповідно, реєструється світлочутливим шаром фотоплівки.
Метою спектроскопічного експерименту є встановлення довжин хвиль спектральних ліній атомів натрію, що попадають у видиму область спектра, шляхом порівняння їх положення відносно ліній атомів ртуті.
2.2. Порядок виконання роботи
За допомогою системи освітлювальних лінз рівномірно освітити вхідну щілину камери УФ-90 випромінюванням від натрієвої лампи.
Встановити розмір вхідної щілини спектрографа d = 100 мкм та діафрагму Гартмана у положенні 2 по верхній шкалі.
Зарядивши касету фотокамери УФ-90 фотоплівкою у затемненій кабіні, вставити її у площину реєстрації камери і здійснити фотозйомку спектра атома натрію при експозиції тривалістю 12 хв.
Замінити натрієву лампу ртутною і на цій самій плівці відзняти спектр ртуті при ширині вхідної щілини d = 20 мкм (діафрагма Гартмана у положенні 2 по нижній шкалі). Час експозиції 45 сек.
Обробити відзняту фотоплівку. Час проявлення 7 хв, час закріплення – 10 хв.
Встановити спектрограму, отриману в досліді, на компаратор (вимірювальний мікроскоп ІЗА-2). За відомими довжинами хвиль спектральних ліній ртуті λ1 = 5790 Å і λ2 = 5769 Å (жовтий дублет) та λ3 = 5460,7 (зелена лінія), , визначити довжини хвиль спостережуваних спектральних ліній натрію за формулою
,
(1.28)
де L = Δλ/Δlx – обернена дисперсія приладу, λx – невідома довжина хвилі спектральної лінії натрію, λ0 – відома довжина хвилі спектральної лінії ртуті, Δlx – відстань від лінії ртуті до лінії натрію.
Порівняти знайдені довжини хвиль спектральних ліній з табличними значеннями.
Визначити хвильові числа (у см-1), які відповідають кожній з довжин хвиль натрію, що були знайдені.
Розрахувати відстані в хвильових числах між дублетними лініями натрію.
Використовуючи схему термів і переходів з вказаними довжинами хвиль (рис. 1.2), визначають, яким переходам відповідають лінії натрію, що були знайдені в досліді. Побудувати схему термів і переходів для натрію, що відповідає даному досліду у відповідному масштабі.
Оформити звіт, навівши у ньому назву, номер і мету роботи, перелік обладнання, реферативно – необхідні відомості з теоретичної частини, схему вимірювальної установки, таблицю з результатами вимірювань, обчислення шуканих величин, оцінку точності запропонованого методу та висновок про те, яким переходам відповідають знайдені у досліді довжини хвиль, та причину їх відмінності від табличних значень.