 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Краткая теория и описание экспериментальной установки
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Утверждено на заседании
кафедры физики 13.02.07
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторной работе № 64
«ГРАДУИРОВКА МОНОХРОМАТОРА И ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕКТРОВ ИЗЛУЧЕНИЯ ГАЗОВ»
Ростов-на-Дону
УДК 531.383
Методические указания к лабораторной работе № 64 «Градуировка монохроматора и исследование спектров излучения газов».- Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2007. – 8 с.
Содержится необходимый теоретический материал, сведения о порядке выполнения работы и оформления её результатов.
Предназначены для выполнения лабораторных работ по программе курса физики для студентов всех специальностей РГСУ.
Составители: доц. Ю.И. Гольцов
ассист. Н.М. Товаровская
ассист. Е.В. Чебанова
Рецензент доц. Т.И. Ларина
Редактор Н.Е. Гладких
Темплан 2007 г., поз.164.
Подписано в печать 15.05.07. Формат 60х84 1/16. Бумага писчая. Ризограф. Уч.-изд.л 0,5. Тираж 50 экз. Заказ
Редакционно-издательский центр
Ростовского государственного строительного университета.
334022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162
© Ростовский государственный
строительный университет, 2007
Лабораторная работа №64
«Градуировка монохроматора и исследование спектров излучения газов»
Цель работы: Построение градуировочной кривой монохроматора и установление элементного состава газа по его спектру излучения.
Приборы и принадлежности: призменный монохроматор УМ-2, ртутная лампа СДВШ-250, газоразрядная трубка, источники питания.
Краткая теория и описание экспериментальной установки
Согласно квантовой теории, свет излучается и поглощается атомами и молекулами вещества отдельными «порциями» энергии (квантами) и распространяется в виде потока особых частиц – фотонов. Энергия фотона ε nm определяется разностью энергий En и Em двух энергетических состояний n и m атома или молекулы:
ε nm = 
,
где νnm – частота, а λnm – длина световой волны.
Все атомы одного и того же химического элемента имеют одинаковый набор строго определенных энергетических состояний, поэтому состав (спектр) излучаемого света, т.е. совокупность возможных значений длины волны λ nm каждого элемента, находящегося в одних и тех же физических условиях, является его индивидуальной характеристикой, хотя отдельные линии (длины волн) в спектрах различных элементов могут случайно совпадать.
Для выделения в спектральном составе света компоненты с определенной величиной длины волны λnm, т.е. для исследования спектрального состава света, применяются специальные приборы – монохроматоры.
Рис. 1
Действие призменного монохроматора основано на явлении дисперсии – зависимости показателя преломления света, падающего на границу раздела двух сред, от его длины волны. Как показано на рис. 1, свет от источника S падает на узкую щель, расположенную параллельно боковой грани треугольной призмы Р и находящуюся в фокусе собирающей линзы – объектива О1, и далее распространяется широким параллельным пучком. После прохождения призмы этот пучок из-за явления дисперсии разделяется на множество пространственно разделенных пучков света меньшей интенсивности, состоящих из лучей одной длины волны, которые после выхода из призмы остаются параллельными друг другу. Эти лучи собираются вторым объективом О2 в тонкую светящуюся полоску (спектральную линию) на экране Э, расположенном в фокальной плоскости объектива. Число таких линий будет равно числу имеющихся в световом излучении фотонов с различной энергией. Для визуального наблюдения спектра за фокальной плоскостью объектива О2 располагают вместо экрана еще одну линзу – окуляр, создающий мнимое увеличенное изображение спектра.
В призменном монохроматоре УМ-2, предназначенном для спектральных исследований в видимой части спектра, дисперсионная призма 1 (рис. 2,а) располагается на поворотном столике 2, который может вращаться вокруг вертикальной оси при помощи механизма, связанного с измерительным барабаном 3. Входная щель 4 снабжена микрометрическим винтом 5, который позволяет изменять её ширину. Назначение объективов 6 и 7 описано ранее при объяснении принципа работы призменного монохроматора. Окуляр 8 составной; между двумя его линзами находится тонкая, вертикально расположенная нить 9 (визир). Его увеличенное изображение проецируется на линии спектра 10 (рис. 2, б).
Рис. 2
При повороте столика и, таким образом, дисперсионной призмы относительно падающего пучка света, в поле зрения появляются другие участки спектра, и поэтому положение каждой спектральной линии относительно визира может быть установлено. Для регистрации каждой линии необходимо определить угол поворота столика или угол поворота измерительного барабана, вращение которого связано с поворотом столика.
Для калибровки монохроматора в настоящей работе используют ртутную лампу СДВШ-250, в которой свечение паров ртути возбуждается электрическим разрядом. Необходимые сведения о характеристиках этого светового излучения представлены в табл. 1 и на рис. 3.
Таблица 1
Поиск по сайту: