7.5. Контрольные вопросы
1) Какой свет называется поляризованным?
2) Чем отличается естественный свет от поляризованного?
3) Что называется плоскостью поляризации?
4) В чем состоит явление двойного лучепреломления?
5) Какие свойства имеют обыкновенный и необыкновенный лучи?
6) Что такое дихроизм?
7) Какими способами можно получить линейно поляризованный свет?
8) Может ли наблюдаться поляризация продольных волн? Почему?
Лабораторная работа 8
ОПТИЧЕСКИЙ СПЕКТР АТОМОВ
Цель работы: 1) изучить оптические спектры атомов ртути и водорода; 2) определить постоянные Ридберга, Планка и энергию ионизации атома водорода.
Приборы и принадлежности, применяемые в работе: монохроматор, ртутная лампа, водородная трубка, оптическая скамья, конденсор.
8.1. Описание лабораторной установки
Общий вид лабораторной установки представлен на рис. 10.Основной частью установки является монохроматор 1.Источниками света в данной установке являются ртутная лампа 4 и водородная трубка 3. Пульт управления 5 предназначен для питания ртутной лампы, пульт управления 6 – для питания водородной трубки.
Источник света рекомендуется располагать на расстоянии 45 см от щели, а линзу 2 (конденсор) – на расстоянии 13 см от источника света.
Для проверки правильности освещения входной щели ее закрывают листом белой бумаги. Перемещая линзу 2 и вращая регулировочный винт 7, получают в центре входной щели четкое изображение источника света. Ширина входной щели (0,01 – 0,03 мм) регулируется микрометрическим винтом.
Вращать микрометрический винт не разрешается!
Зрительная труба монохроматора дает изображение спектра. В поле зрения наблюдателя будет находиться указатель (черная стрелка). Отсчетный барабан монохроматора соединен поворотным механизмом с его диспергирующей призмой. При вращении отсчетного барабана призма поворачивается и в поле зрения появляются различные участки исследуемого спектра. На барабане нанесены деления – градусы, цена малого деления шкалы – 2º.Вращая отсчетный барабан, совмещают указатель с наблюдаемой спектральной линией и снимают показания на барабане по указателю, скользящему по спиральной канавке.
Рис. 10. Лабораторная установка для изучения оптических спектров
8.2. Краткие теоретические сведения
Атомы и молекулы испускают набор волн излучения, который называется спектром излучения. Существуют спектры трех видов: линейчатые, полосатые и сплошные. Линейчатые спектры состоят из отдельных спектральных линий и характерны для атомов разреженных газов. Полосатые спектры дают свободные или слабо связанные молекулы. Твердые тела и жидкости имеют сплошные спектры излучения.
Длина волны спектральных линий атома водорода рассчитывается по обобщенной формуле Бальмера:
(22)
где nup – порядковый номер верхнего уровня; ndn порядковый номер нижнего уровня; Rпостоянная Ридберга.
В данной лабораторной работе изучается видимая часть спектра атома водорода, принадлежащая серии Бальмера (ndn = 2) и состоящая из четырех линий: красной (nup = 3), зелено-голубой (nup = 4), синей (nup = 5), фиолетовой (nup = 6).