Упражнение 2. Определение неизвестного элемента по его спектру излучения (качественный спектральный анализ).

Заменить ртутную лампу на неизвестный газоразрядный источник света. Подключить его к блоку питания и включить разряд. Вращением барабана длин волн последовательно совмещать все линии исследуемого спектра с иглой-указателем, записывая каждый раз деление барабана и цвет наблюдаемой линии. Измерения проделать три раза и усреднить полученные значения. По полученным данным и градуировочному графику определить длины волн в спектре неизвестного элемента. Составить таблицу длин волн и цветов линий исследуемого источника света. Сравнивая полученные значения длин волн с данными таблицы 1, определить вещество исследуемого источника света.

Упражнение 3.

1. Включить неоновую лампу. ( Включают лаборанты! ).

2. При помощи барабана 7 находят спектр, получают резкое изображение и указатель совмещают с желтой линией неона ( =585,2 нм) и записывают показание барабана.

3. Затем наблюдают все линии в сторону красной области, после чего все линии в сторону сине-зелёной области. При этом руководствуются набором спектральных линий таблицы. Для каждой линии записывают показания барабана. Когда найдёте и запишете показания барабана для всех линий неона, указанных на таблице № 1, заменяете неоновую лампу ртутной и подобным образом проводите наблюдение линий ртути, указанных на таблице 1.

Задания:1

1. Проградуируйте спектрометр (монохроматор) по линиям неона и ртути. График построить на миллиметровой бумаге.

2. Для крайних линий неона и ртути вычислите энергию фотонов, используя таблицы 1.

Дополнительное упражнение. Интересно наблюдать, как влияет ширина щели на разрешение спектральных линий. Выведите в центр поля зрения желтый дублет спектра ртути. При очень узкой щели (0,10 мм) две линии дублета еще видны раздельно. Раскрывая щель, можно заметить, как за счет расширения линий их края смыкаются, и желтый дублет уже виден как одна линия. При дальнейшем раскрытии щели >2,5 мм начинают перекрываться желтая и зеленая линии спектра ртути.

Контрольные вопросы

1. На чем основан качественный спектральный анализ?

2. Постулаты Бора, схема уровней энергии атома. Переходы с излучением и поглощением.

3. Модель атома по Бору. Постулаты Бора.

4 Механизм излучения и поглощения фотонов атомами.

5. Дисперсия света и диспергирующие приборы.

6. Оптическая схема спектрального прибора и назначение отдельных узлов.

7. Как формируется изображение входной щели в фокальной плоскости объектива камеры?

8. Каково назначение призмы?

9. Оптическая схема монохроматора УМ-2.

5. Лабораторная работа № 3.20м. Моделирование спектра атома водорода

Цель работы: Изучение спектра атома водорода, расчёт постоянной Ридберга.

Оборудование и приборы: компьютер, программа «Спектр Бор».

Методика эксперимента

Работа выполняется на компьютере с использование программы «Спектр Бор» (Рис.1.), которая моделирует движение электрона в атоме водорода. Теоретической основой этой программы является полуклассическая теория атома водорода Бора (см. раздел 1)

Рис.1.