1. Получение и расшифровка спекрограмм

1.1. Цель и содержание работы

Научить работать со спектральным прибором, дать навыки в отождествлении спектра железа; научить делать точные измерения с использованием атомного спектра.

Ознакомление с устройством спектрографа ИСП – 28 и осветительных систем к ним; научиться правильно освещать входную щель прибора. Получение навыков в фотографировании спектрограмм, в расшифровке спектрограмм.

1.2. Аппаратура

Работа выполняется на кварцевом спектрографе ИСП – 28 с трех линзовой системой освещения.

Источником света для получения спектра железа и цветного сплава служит дуговой разряд. Дуга между электродами установленными в держателях штатива УШТ – 4, зажигается от генератора ИВС – 28. Расшифровка спектра железа производится с помощью атласа спектральных линий. Для измерения относительного положения спектральных линий используется измерительный микроскоп МИР – 12.

1.3. Теоретическое введение

Основные характеристики электромагнитного излучения. Спектральные и другие оптические методы исследования основаны на использовании различных явлений и эффектов, возникающих при взаимодействии вещества и электромагнитного излучения.

Поскольку свет имеет двойственную природу – волновую и корпускулярную, для его описания используется два вида характеристик – волновые и квантовые. К волновым характеристикам относятся частота колебаний, длина волны и волновое число, к квантовым – энергия квантов.

Частота колебаний  показывает число колебаний в 1 с, измеряется в герцах (Гц). Высокие частоты измеряются в килогерцах (1 кГц = 10³ Гц), мегагерцах (1 мГц = 10⁶ Гц) и т.д. Например, красный свет характеризуется частотой 410⁴ Гц, зеленый – 610¹⁴ Гц.

Длина волны  показывает наименьшее расстояние между точками, колеблющимися в одинаковых фазах. Это линейная единица, измеряется в СИ в метрах (м) и его долях – сантиметрах (см), миллиметрах (мм), нанометрах (1 нм=10^-9м) и т.д. Например, зеленый свет представляет собой электромагнитные колебания с длиной волны =500–550 нм, или 510⁵ – 5,510⁵ см. В зависимости от длины волны в электромагнитном спектре обычно выделяют следующие участки:

Интервал длин волн	Участок спектра
10-4- 0,1 нм, или 10-13- 10-10м	- Излучение
10-2- 10 нм, или 10-11- 10-8 м	Рентгеновское излучение
10 – 400 нм, или 10-8- 410-7м	Ультрафиолетовое излучение
400–760нм, или 410-7 - 7,610-7м	Видимый свет
760 – 106нм, или 7,610-7- 10-3м	Инфракрасное излучение
10-3м-1м	Микроволны или сверхвысокие частоты
 > 1 м	Радиоволны

Длина волны и частота колебаний связаны между собой соотношением

,

где c – скорость света.

Если скорость света выражена в см/с, а длина волны – в см, то , где  выражена в Гц.

Например, для зеленого света нм=510^-5см, частота =610¹⁴ Гц.

Величину, обратную длине волны, называют волновым числом и выражают обычно в обратных сантиметрах (см^-1). Например, для зеленого света = 1/510^-5 = 210⁴см^-1.

Энергия электромагнитного излучения определяются соотношением

,

где h - постоянная Планка, равная 6,6210^-34Дж с.