- •Предисловие
- •1. Получение и расшифровка спекрограмм
- •1.1. Цель и содержание работы
- •1.2. Аппаратура
- •1.3. Теоретическое введение
- •1.4. Атомные спектры
- •1.5. Аппаратура для изучения спектров
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2. Использование атомных спектров для анализа состава вещества
- •2.1. Цель и содержание работы
- •2.4. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •3.Определение постоянной ридберга и массы электрона
- •3.2. Аппаратура
- •3.3. Краткая теория
- •3.4.Описание установки
- •Контрольные вопросы
- •4. Изучение сериальных закономерностей в спектрах атомов щелочных элементов.
- •4.1. Цель и содержание работы.
- •4.3. Теоретическое введение
- •4.4. Порядок выполнения работы.
- •Контрольные вопросы
- •5. Изучение тонкой структуры спектральных линий натрия
- •5.1. Цель и содержание работы
- •5.2. Аппаратура
- •5.3. Краткая теория
- •5.3.1. Энергетический спектр атомов щелочных элементов
- •5.3.2. Тонкая структура энергетических уровней атома водорода
- •5.3.3. Тонкая структура энергетических уровней атома щелочных элементов
- •5.4. Экспериментальная установка
- •5.5. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •6. Изучение структуры спектра атомов с двумя валентными электронами
- •6.3. Теоретическое введение
- •6.4. Проведение эксперимента
- •6.5. Обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •7. Изучение сверхтонкой структуры спектральных линий, спина ядра таллия
- •7.3. Теоретическое введение. Сверхтонкая структура (стс) спектральных линий
- •7.5.Порядок выполнения работы
- •8. Изучение спектра излучения атомов гелия, неона и гелий-неонового лазера. Принцип работы гелий-неонового лазера
- •8.3. Краткая теория
- •8.3.1. Спонтанные и вынужденные переходы. Коэффициенты Эйнштейна
- •8.3.2. Общие принципы индуцированного усиления электромагнитного излучения. Мазеры и лазеры
- •Контрольные вопросы
- •9. Изучение структуры молекулярного спектра и определение межатомного расстояния молекулы cn
- •9.1. Цель и содержание работы
- •9.2. Аппаратура
- •9.3. Краткое теоретическое введение
- •9.4. Экспериментальная установка
- •9.5. Последовательность выполнения работы:
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Оглавление
4.4. Порядок выполнения работы.
Перед выполнением работы необходимо тщательно ознакомиться с рекомендуемой литературой, содержанием работы.
Зарядить кассету фотопластинкой «панхром» или «изопанхром».
Снять спектр Fe (диафрагма Гартмана устанавливается на делении «258»).
Сменить электроды из железа на угольные, в канале нижнего электрода поместить соли щелочного элемента (для получения спектров исследуемых атомов: Li, Na, K).
Сфотографировать спектры Li, Na, K с экспозицией 40 с, устанавливая диафрагму Гартмана на деление «3», «4», «5». Данные для съемки всех спектров приведены в таблице 4.2.
Таблица 4.2.
|
спектр |
Положение кассеты |
Ширина щели, мм |
Диафрагма Гартмана |
Ток дуги, А |
Время экспозиции, с |
1 |
Fe |
10 |
0,020 |
258 |
4 |
10 |
2 |
Li |
10 |
|
3 |
|
40 |
3 |
Na (NaCl) |
10 |
|
4 |
|
40 |
4 |
K (KCl) |
10 |
|
6 |
|
40 |
Проявить (4 мин), отфиксировать (10 мин) и промыть в проточной воде фотопластинку. При этих операциях фотопластинка должна лежать кювете эмульсией вверх, а кювету с раствором следует время от времени покачивать.
На спектропроекторе ДСП-1 провести с помощью атласа спектральных линий расшифровку спектров. Найти линии щелочных элементов, выделить серии. Результаты свести в таблицу 4.3.
элемент |
, нм |
переход |
серия |
|
|
|
|
8. Сначала, используя
водородоподобность d – состояний (
),
по формуле (4.5) находят энергию
уровней
4D-8D.
Далее с помощью правила частот Бора
и
схемы переходов (см. рис. 4.4-4.6) находят
энергию уровней 3Р и3S (для Na),
4Р и 4S
(для К), используя соответствующие
значения <hv>.
Аналогичным образом находят энергию
уровней 5S
и 6S.
Подставляя полученные значения
(для Na)
в формулу (4.5) находят квантовые
дефекты
,
.
9. По полученным
данным строят схему уровней энергии
атома в масштабе 0,5 В/см и указывают на
ней переходы, соответствующие наблюдавшимся
линиям. Анализируя схему уровней энергии,
находят энергию ионизации
атома Na
(Li,
K)
из основного состояния. С помощью формул
(4.4) и (4.5) определяют эффективный заряд
атомного остова
,
в состояниях
,
,
и
.
10.Находят минимальную и максимальную энергию фотонов, минимальное и максимальное волновые числа, а также минимальную и максимальную длины волн для главной, резкой и диффузной серий атома Na (Li, K).
Литература: [3, 4, 7, 8]
