Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Таврическая академия (филиал КФУ)

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Лабораторные_работы_ Атомка / Атомка_PDF / 3_Спектр йода.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

29.02.2016

Размер:

622.32 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 98 9 > Следующая >>>

легко получить выражение для разности энергий между верхними колебательными уровня-

ми:

∆ν′=ν

−ν

ν′

1−2ξ′

n′+1

3.24

e,n→e′,n′+1

e,n→e′,n′

(

)) .

∆ν'

Отсюда видно, что при малой ангармонич-

ности ξ'« 1 и малых номерах n' мы получаем

основную частоту осциллятора ν'0 в возбуж-

ν'0

денном электронном состоянии “e' “ (на

рис.12

и рис. 13 она представлена как мак-

ν0

ξ′=

1 tgα

симальная ∆ν').

Из (3.24) следует, что

νe,n→e',n'+1

Рис.13 Зависимость расстояния ∆ν' между

3.25

колебательными уровнями n' и n'+1

в состоянии “e' “ от частоты перехода

С другой стороны, при условии ξ'«1, малых

из состояния e,n в состояние e',n'+1

получить

и n = const , из уравнения (3.23) можно

dνe,n→e′,n′ ν′0dn′ .

3.26

Тогда из (3.25) и (3.26) для постоянной ангармоничности ξ' получается

ξ′ −1

(∆ν′)

3.27

Входная щель

2 dνe,n→e′,n′

ДФС-8

На рис.13

представлена зависимость

спектрографа

расстояния (в единицах частоты) ∆ν' меж-

Линза конденсора

ду соседними колебательными уровнями в

состоянии “e' “ от частоты перехода из со-

Зеркало

Лампа

кювета с

стояния “e“ в возбужденное состояние “e'

Объектив

“. Как видно из формул (3.23)

и(3.24) ,

парами йода

графики этих зависимостей для обеих се-

Рис.14 Блок-схема установки

рий будут представлять собой прямые па-

раллельные линии, наклоненные под ту-

пым углом к оси абсцисс. При этом, как это следует из (3.27) и из рис.13, постоянная ангар-

моничности

ξ′ = 1 tgα

3.28

Из рис.12 , а также из формул (3.23) и (3.24) можно найти, что в соседних колебатель-

ных сериях e,0→ e',n' и e,1→ e,n' одинаковым значениям ∆ν' соответствуют различные часто-

ты переходов, сдвинутые друг относительно друга на величину, равную основной частоте ν0

осциллятора в основном электронном состоянии “e“ (см. рис.13).

4. Экспериментальная часть

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 тем-

1 9

пературе. 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.

520	524	528	532	536	540	544	548	552	556	560	564	568

1-я серия		2-я серия

Рис.15 Схема положения кантов различных серий в спектре поглощения паров йода (вращательная структура не показана)

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 пере-

мещения 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.

2 0

7. Используяэтирезультатывычислитьлинейнуюдисперсиюспектрографапоформуле

D =	5400 −5200				=		200			A° / мм .	4.1
	x	2	− x	1		x	2	− x	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

			λ = D(xi −x1 )+5200 Å .					4.2
Таблица 1
к–ты линий шка-		линейная	к–ты	кан-	длины волн	к–ты	кан-	длины волн
лы спектрографа,		дисперсия	тов	1-ой	кантов 1-ой	тов	2-ой	кантов 2-ой
мм			серии			серии,
x1 (520)	x2 (540)	Å/мм	мм		серии, Å	мм		серии, Å
37,76	70,07	6,19	37,1		5195,9	82,04		5474,1
			39,4		5210,2	85,82		5497,5
			41,75		5224,7	89,68		5521,4
			44,23		5240,0	........		..........
			........		..........	........		..........
			........		..........	111,2		5654,6
			114,64		5675,9

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

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 ν0 , ν'0 , энергию диссоциации молекулы D (в волновых числах) и постоянную ангармоничности ξ' (см. пояснение к рис.13).

2 1

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 98 9 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке Атомка_PDF

#
29.02.2016291.89 Кб151_Водород.pdf
#
29.02.2016515.87 Кб332_Изотопический сдвиг.pdf
#
29.02.2016622.32 Кб413_Спектр йода.pdf
#
29.02.2016236.43 Кб124_Инструкции к Франку.pdf
#
29.02.2016386.47 Кб144_Опыт Франка и Герца.pdf
#
29.02.2016399.38 Кб145_Комптон.pdf
#
29.02.2016364.6 Кб166_ЭПР.pdf