- •Концепции современного естествознания. Практикум
- •080000 – «Экономика и управление», 220000 – «Автоматика и управление»
- •Введение
- •Техника безопасности в лаборатории и правила работы с приборами
- •Работа 1. Генезис минеральных систем
- •1.1. Цель работы
- •1.2. Общие теоретические сведения
- •1.3. Рабочее задание Получение и химические свойства оксидов
- •Характерные реакции
- •Получение и химические свойства гидроксидов
- •Классификация и получение солей
- •1.4. Выводы
- •1.5. Контрольные упражнения
- •2.3. Рабочее задание Ионные реакции двойного обмена, протекающие в водном растворе
- •Реакция среды в водных растворах
- •Окислительно-восстановительные реакции
- •2.4. Выводы
- •2.5. Контрольные упражнения
- •3.3. Рабочее задание Окисление органических соединений
- •Трудно трудно легко оч. Легко .
- •Зависимость реакционной способности органических соединений от их строения и от условий реакции
- •Образование высокомолекулярных соединений из низкомолекулярных
- •3.4. Выводы
- •4.3. Рабочее задание Определение теплоты нейтрализации сильной кислоты сильным основанием
- •Расчет энергии Гиббса реакции нейтрализации
- •На основании проведенного эксперимента и теоретического расчета сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания реакции нейтрализации в стандартных изобарно-изотермических условиях.
- •4.4. Выводы
- •4.5. Контрольные упражнения
- •5.3. Рабочее задание Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость химической реакции
- •Влияние температуры на скорость химической реакции
- •Влияние катализатора на скорость химической реакции
- •Влияние изменения концентрации реагирующих веществ на смещение химического равновесия
- •Влияние температуры на смещение химического равновесия
- •5.4. Выводы
- •5.5. Контрольные упражнения
- •Работа 6. Диссипативные силикатные системы как пример процесса самоорганизации веществ
- •6.1. Цель работы
- •6.2. Общие теоретические сведения
- •6.3. Рабочее задание Изучение колебательных реакций (реакция Белоусова – Жаботинского)
- •Воздушные вяжущие вещества
- •3СaO Al2o3 3CaSo4 31h2o (большой объем)______________________
- •7.3. Рабочее задание Описание структурных уровней живого мира
- •Царство протистов
- •Микроскопическое наблюдение за организмами активного ила
- •Биосистема – биосфера – экосистема – ноосфера
- •7.4. Выводы
- •Работа 8. Определение плотности твердого тела
- •8.1. Цель работы
- •8.2. Общие теоретические сведения
- •Погрешности прямых измерений
- •Описание измерительных приборов
- •8.3. Рабочее задание Определение плотности тела
- •8.4. Выводы
- •8.5. Контрольные вопросы
- •Описание оборудования и методики эксперимента
- •9.3. Рабочее задание Измерение и построение эквипотенциальных линий
- •Расчет напряженностей электрического поля, плотностей поверхностных зарядов и графическое изображение поля
- •Описание оборудования и методики эксперимента
- •10.3. Рабочее задание Измерение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли
- •Определение магнитного момента стержневого магнита
- •10.4. Выводы
- •10.5. Контрольные вопросы
- •Описание оборудования и методики эксперимента
- •11.3. Рабочее задание Исследование влияния массы груза и длины маятника на период его колебаний
- •11.4. Выводы
- •11.5. Контрольные вопросы
- •Описание оборудования и методики эксперимента
- •12.3. Рабочее задание Определение длины волны различных цветов
- •Определение периода неизвестной дифракционной решетки
- •Принцип работы и конструкция сзм NanoEducator
- •13.3. Рабочее задание
- •14.3. Рабочее задание
- •15.3. Рабочее задание
- •15.4. Выводы
- •15.5. Контрольные вопросы
- •Библиографический список рекомендуемой литературы
- •080000 – «Экономика и управление», 220000 – «Автоматика и управление»
- •3 94006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
12.3. Рабочее задание Определение длины волны различных цветов
Установите перед объективом зрительной трубы дифракционную решетку с известной постоянной.
Измерьте положения максимумов 1-го и 2-го порядков для красного, желтого, зеленого, синего и фиолетового участков спектра и запишите их в табл. 12.1.
По формуле (12.6) рассчитайте углы . Затем по формуле (12.5) рассчитайте длину волны по 1-му и 2-му порядку изучаемых цветов спектра.
Таблица 12.1
Определение длин волн различных цветов
m |
Цвет |
Nл |
Nnp |
|
|
|
1 |
Красный |
|
|
|
|
|
|
Желтый |
|
|
|
|
|
|
Зеленый |
|
|
|
|
|
|
Синий |
|
|
|
|
|
|
Фиолетовый |
|
|
|
|
|
2 |
Красный |
|
|
|
|
— |
|
Желтый |
|
|
|
|
— |
|
Зеленый |
|
|
|
|
— |
|
Синий |
|
|
|
|
— |
|
Фиолетовый |
|
|
|
|
— |
.
Найдите среднее значение длин волн для красного, желтого, зеленого, синего и фиолетового цветов.
Оцените точность ваших измерений.
Определение периода неизвестной дифракционной решетки
Поставьте неизвестную дифракционную решетку перед объективом зрительной трубы.
Измерьте положения максимумов 1-го, 2-го и 3-го порядков для красных и фиолетовых участков спектра. Данные занесите и табл. 12.2.
По формуле (12.5) найдите период d дифракционной решетки.
Найдите среднее значение d.
Таблица 12.2
Определение периода неизвестной дифракционной решетки
т |
Цвет |
Nл |
Nпр |
|
d |
d |
1 |
Красный |
|
|
|
|
|
|
Фиолетовый |
|
|
|
|
|
2 |
Красный |
|
|
|
|
|
|
Фиолетовый |
|
|
|
|
|
3 |
Красный |
|
|
|
|
|
|
Фиолетовый |
|
|
|
|
|
12.4. Выводы
Что такое дифракция и когда она наблюдается?
Что такое дифракционная решетка? Что называется периодом дифракционной решетки?
Рассчитайте положения максимумов при дифракции света на дифракционной решетке.
Литература: [9 – гл. 1], [10 – раздел 4].
Работа 13. ЗНАКОМСТВО С ОСНОВАМИ СКАНИРУЮЩЕЙ ЗОНДОВОЙ МИКРОСКОПИИ
13.1. Цель работы
Овладеть теоретическими знаниями о микроскопических методах исследования.
Освоить основы сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ).
Изучить принцип работы и конструкцию прибора NanoEducator и приобрести навыки работы на данном оборудовании.
13.2. Общие теоретические сведения
Традиционные методы исследования поверхности, такие как рентгеновская или ионная дифракция, дифракция медленных электронов, электронная оже-спектроскопия, позволяют получать усредненную по поверхности образца картину расположения атомов, но не дают возможности своими глазами увидеть атомную структуру. Все эти методы, работающие только в вакууме, позволяют детализировать объекты нанометрового масштаба, но при этом возможно повреждение образца пучком высокоэнергетических частиц. Кроме того, они не позволяют непосредственно получать информацию о высоте поверхностных деталей.
Частично эти проблемы удалось решить с помощью сканирующей туннельной микроскопии (СТМ). В начале 1980-х годов с помощью СТМ были получены первые экспериментальные изображения поверхности кремния с атомным разрешением. Однако новые, практически неограниченные возможности открылись с изобретением атомного силового микроскопа (АСМ), с помощью которого стало возможным изучать рельеф не только проводящих, но и диэлектрических материалов. С тех пор области применения сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ) значительно расширились.