6. 4. Экспериментальная часть

   1. 4.1 Описание установки

Установка для исследования спектра поглощения паров йода состоит из : дифракционного спектрографа ДФС–8, кюветы с йодом и источника сплошного спектра (лампа накаливания). Блок схема изображена на рис.14. Свет лампы накаливания, коллимированный объективом, проходит через кювету с парами йода. Длина кюветы обеспечивает достаточное поглощение даже при плотности насыщенных паров йода, соответствующей комнатной температуре. Спектр регистрируется на фотопластинке, где одновременно впечатывается шкала длин волн (в нанометрах).

Дифракционным элементом спектрографа является плоская дифракционная решетка с плотностью 600 штрихов на 1 мм и полным количеством штрихов 60000, обеспечивая дисперсию 6 Å/мм в первом порядке интерференции.

Для получения спектрограмм поглощения паров йода необходимо сфотографировать спектральную область 5000 – 5750 Å. При этом для уменьшения ошибок при обработке спектрограмм нужно, чтобы центр указанной выше спектральной области совпадал с центром пластинки.

Снимок считается удовлетворительным, если он содержит 30 кантов колебательных полос поглощения.

Режим работы (ширина щели, тип пластинок, выдержка и др.) указан в паспорте установки.

4. 4.2 Обработка результатов. Задание.

Для обработки фотопластинок используется оптический компаратор.

1.Перед измерением необходимо включить тумблер “сеть” компаратора и с помощью другого тумблера установить верхнюю подсветку стола компаратора.

2. Установить фотопластинку на стол компаратора и с помощью ручек перемещения стола и объектива прибора вывести молекулярный спектр в поле зрения окуляра компаратора.

3. Поворачивая соответствующей ручкой стол в горизонтальной плоскости добиться параллельности спектра направлению перемещения стола.

4. Включить нижнюю подсветку и внимательно рассмотрев изображение спектра, выделить канты, принадлежащие различным колебательным сериям ( e,0 e',n' – 1-я серия и e,1 e',n' – 2-я серия) , ( см. рис.15).

5. Включить верхнюю подсветку и с помощью ручек перемещения вывести на верхнее перекрестие окуляра линию “520” шкалы спектрографа и по лимбу на барабане ручки перемещения стола произвести отсчет координаты x₁ этой линии с точностью до 0,01 мм. Занесите этот результат в таблицу 1.

6. Определить также координату x₂ линии “540” шкалы спектрографа и полученный результат занести в ту же таблицу.

7. Используя эти результаты вычислить линейную дисперсию спектрографа по формуле

. 4.1

8. Определить последовательно координаты всех кантов (для первой и второй серий) лежащих правее линии “520” шкалы спектрографа и занести полученные результаты в табл.1.

9. По полученным результатам вычислить и занести в табл.1 длины волн каждого канта по формуле

Å . 4.2

Таблица 1

к–ты линий шкалы спектрографа, мм		линейная дисперсия	к–ты кантов 1-ой серии	длины волн кантов 1-ой	к–ты кантов 2-ой серии,	длины волн кантов 2-ой
x1 (520)	x2 (540)	Å/мм	мм	серии, Å	мм	серии, Å
37,76 70,07		6,19	37,1 39,4 41,75 44,23 ........ ........ 114,64	5195,9 5210,2 5224,7 5240,0 .......... .......... 5675,9	82,04 85,82 89,68 ........ ........ 111,2	5474,1 5497,5 5521,4 .......... .......... 5654,6

10. По полученным значениям вычислить волновые числа колебательных кантов. Результаты представить в виде таблицы 2:

* числа в таблице условные.

Таблица 2 (числа условные)

волновые числа кантов 1-ой серии, см-1	разность волновых чисел между соседними кантами 1-ой серии, см-1	волновые числа кантов 2-ой серии, см-1	разность волновых чисел между соседними кантами 2-ой серии, см-1
19245,9 19193,1 19139,9 19084,0 ............ 17714,5 17618,4	52,8 53,2 55,9 ....... ....... 96,1	18267,8 18190,0 18111,3 ............ 17775,1 17684,7	77,8 78,7 ...... ...... 90,4

11. Построить график, подобный приведенному на рис.13, где по осям откладывать не частоты, а волновые числа из табл.2.

12. Из графика определить основные частоты ₀ , '₀ , энергию диссоциации молекулы D (в волновых числах) и постоянную ангармоничности ' (см. пояснение к рис.13).