5.4. Тәжiрибелiк қондырғы

Натрий атомының спектрлiк сызықтарының нәзiк түзілiсiн зерттеу, сыртқы түрі 5.4-суретте кескiнделген қондырғыда жүргізiледi.

З

64

ерттелетiн спектрдi қоздыру көзi-көмiр электродтармен алынатын доғалық разряд; төменгi көмiр электродтағы қуысқаNaCl (ас тұзы) салынады. Осыған байланысты доғалық разряд Na буында жанатын болады. Температуралық қыздырылған электрондар атомдармен серпiмсiз соғылысқанда бұларға өздерiнiң энергиясын бередi. Осы жағдайда атомның iшкi энергиясы артады-оның оптикалық электроны негiзгi күйден қозған күйге ауысады, яғни қандай да бiр жоғары орналасқан энергетикалық деңгейге ауысады. Қозған күйде атом қысқа уақыт болады (10^-7-10^-8с). Бұдан кейiн оптикалық электрон жоғарғы деңгейден не негiзгi күйге (ең төмен күйге), немесе қандай да бiр төмен орналасқан деңгейге ауысып, ал осы деңгейден негiзгi деңгейге ауысады. Электронның ауысулары кезiнде әр түрлі деңгейлердегi оның энергиясының айырмасы толқын ұзындығы әр түрлі фотондар түрінде шығарылатын болады. Na-доғасындағы сызықтық шығару спектрi осылай пайда болады.

5.4-сурет. ДФС-8 дифракциялық спектрографы:

а-сыртқы түрі; б-оптикалық схемасы; 1,2,3-конденсорлар; 4-саңылау;5-жазық айна; 6-объектив; 7-дифракциялық тор; 8-толқын ұзындықтар шкаласы; 9-шкаланы жарықтандыратын шам; 10-бұру призмасы; 11-шкала кескiнiн фотопластникаға түсіретiн обьектив; 12-кассета.

ДФС-спектрографы. Лабораториялық жұмыста натрий атомы спектрiнiң нәзiк түзілiсiн зерттеу үшін ДФС-8 спектрографы қолданылады. Спектрографтың оптикалық схемасы 5.4,б-суретте келтiрiлген.

ДФС-8- ажыратқыштық қабілеті жеткiлiктi жоғары спектрлiк құрал. Сондықтан натрийдың негiзгi сызықтары орналасқан спектрдiң 280-620 нм аймағын алу үшін дифракциялық торды әр түрлі бұрышқа бұрып спектрдi суретке түсіру керек. Осы жағдайда спектрдiң қажеттi бөлiгiн алу үшін барабан арқылы дифракциялық торды қажеттi бұрышқа бұрады; бұл дифракциялық тордан фотопластинкаға тұсетiн жарықтың толқын ұзындықтарын көрсеткiш-шкала бойынша бақыланады.

5.5. Жұмыстың орындалу ретi

1. Жұмысты орындаудан бұрын ұсынылған әдебиетпен, берiлген жұмыс мазмұнымен, қолданылатын құралдардың құрылысы және жұмыс iстеу принципiмен мұқият танысып, негiзгi сипаттамаларын дәптерге жазып алу керек.

2. Д

   65

   ФС-8 спектрографының оптикалық осiнеFe электродтарды (штативке) арасы 2 мм болатындай етiп орнату; саңылау енi 0,015-0,020 мм. Электр доғасын iске қосып, кассета жазықтығындағы спектр кескiнiн лупа арқылы қарап, ДФС-8 саңылауының тазалығына көз жеткiзу.

3. Кассетаны «панхром» немесе «изопанхром» фотопластинкасы-мен зарядтау.

4. Гартман диафрагмасын «3» бөлiкке, толқын ұзындықтар барабанын «580» бөлiкке қойып Fe спектрiн суретке түсіру.

5. Fe электродтарын қуысына NaCl ұнтағы салынған көмiр электродтармен ауыстыру. Гартман диафрагмасын «4» бөлiкке қойып, кассета орнын және толқын ұзындық барабаны орындарын өзгертпей, Na спектрiн 60 с экспозициямен суретке түсіру.

6. Fe спектрiн және Na толқын ұзындық барабанының «300» бөлiгiнде фотопластинкаға түсіру.

Спектрлердi суретке түсіру шарттарын 5.2-кестеге толтыру.

5.2-кесте

NN	спектр	спектр аймағы	кассета	Гартман диафраг масы	Саңылау енi, мм	ток күшi А	экспозиция уақыты с
1	Fe	580	10	3	0,02	4	30
2	Na	580	10	4			60
3	Fe	300	20	3			30
4	Na	300	20	4			60

7. Фотопластинканы өңдеу (өңдеу шарттары жұмыс орнында көрсетiлген).

8. ДСП-1немесе ПС-18 спектропроекторы, спектрлiк сызықтар атласы көмегiмен спектрограммадағы натрийдың спектрлiк сызықтарының толқын ұзындықтарын анықтау. Натрий сызықтары толқын ұзындықтарын (кванттық ауысуларды және серияларды көрсетiп) кестеге толтыру.

9. Фотопластинканы МИР-12 өлшеуiш микроскопына орнатып Na спектрлiк сызықтарынң нәзiк түзілiсi құраушыларының ара қашықтығын өлшеу.

а) Бас серияның спектрлiк сызықтары нәзiк түзілiсi құраушыларының ара қашықтығын өлшеу. Осы деректер бойынша Na атомы Р-термдерiнiң n бас кванттық сан мәндерiне байланысты жiктеу шамасын анықтау.

б) Атомның 3P, 3D, 4D-термдерiнiң жiктелу шамасын анықтау. Алынған нәтижелердi түсіндiру.

10. Натрийдың 3P-термiнiң жiктелу шамасы бойынша (5.13) өрнектi пайдаланып, а₁ түзету мәнiн анықтау.

11. Өлшеу және есептеу нәтижелерiн 5.3-кестеге толтыру.

66

5.3-кесте

Натрий спектрiн өлшеу нәтижелерi

, нм	Квант- тық ауысу	Серия	Нәзiк түзілiс құраушыларының ара қашықтығы		n	Нәзiк түзілiс деңгейшелерiнiң ара қашықтығы
			, мм	, нм		Р1/2 Р3/2	D3/2 D5/2