Лабораторная работа: Дисперсия. Наблюдение спектров

Для получения полного спектра ртути необходимо очень хорошо настроить прибор и использовать качественную ртутно-кварцевую лампу. В студенческой лаборатории удается наблюдать наиболее яркие линии этого спектра (в таблице выделены жирным шрифтом, яркость линий дана в специальных единицах).

Обычно хорошо наблюдается одна из оранжевых линий, две близко расположенные желтые линии (дублет), одна яркая зеленая, сине-зеленая (голубая) и синяя яркая. Красные линии спектра и фиолетовую (405 нм ), несмотря на относительную яркость последней, наблюдать визуально сложно, так как их цвета лежат на границах цветового восприятия человеческого глаза. Но при достаточно хорошей настройке прибора их все же удается наблюдать. Надо понимать, что цвет – характеристика достаточно субъективная и то, что один наблюдатель назовет красным (или синим), другой может назвать оранжевым (или фиолетовым).

Таблица 1

№ п/п	Цвет линии	l , нм	Яркость	№ п/п	Цвет линии	l , нм	Яркость
1	Красная	709	20	18	Зеленая	529	2
2	- “ -	708	25	19	- “ -	521	2
3	- “ -	691	25	20	- “ -	513	2
4	- “ -	671	16	21	- “ -	512	4
5	Оранжевая	3	22	- “ -	510	2
6	- “ -	612	2	23	- “ -	502	4
7	- “ -	607	2	24	- “ -	499	3
8	Желтая	587	2	25	Сине-зеленая	492	10
9	- “ -	585	6	26	-“ -	489	3
10	- “ -	580	14	27	- “ -	482	3
11	Яркий желтый дублет	579	100	28	Синяя яркая	436	400
12		577	24	29	- “ -	435	40
13	- “ -	567	16	30	- “ -	434	4
14	Зеленая	555	3	31	- “ -	434	30
15	Зеленая яркая	546	320	32	Фиолетовая	411	4
16	- “ -	538	3	33	- “ -	408	12
17	- “ -	535	6	34	- “ -	405	180

?????????????? ????? ? ???????? - ??? ?????????? ? ??????????? ??????. ??? ?? ?????????? ???????? ????? ???????????? ????? ? ??????? ????? (???. 3 а ) ? ?? ????????????? ????????????? (???. 3 б ).

1. Начиная с фиолетового конца спектра, вращая барабан «на себя», поставьте напротив визира первую наблюдаемую линию спектра.

2. В таблицу 1 отчета занесите значение длины волны линии и отсчет по барабану.

3. Продолжайте градуировку. Отождествите наиболее характерные линии: яркую синюю, очень яркую зеленую, одну из желтого дублета и т. д. Возможно, удастся наблюдать крайнюю фиолетовую и одну из красных линий.

4. Оцените «на глазок» яркость линий по условной десятибалльной шкале . Самой яркой линии присваивается знак 10, самой слабой – 1.

5. После завершения измерений ртутного спектра выключите ртутную лампу. Ее повторное включение возможно не ранее чем через 5-10 минут.

6. Замените ртутную лампу на неоновую, питание которой осуществляется напряжением

220В . ???????????? ????????? ????? ??????? ?????. ?? ??????? ????? ?????, ????????, ??????? ????? 630 нм ?? ?????? ????????? ????? ? ??? - ??? ?????? ????? ? ???. 4.

7. Естественно, градуировочные кривые, построенные по спектру ртути и по спектру неона, на границе должны плавно сопрягаться.

8. Постройте на миллиметровой бумаге градуировочный график, как показано на рис. 4, откладывая по горизонтальной оси деления j по барабану, а по вертикальной оси - длину волны l . (Еще лучше, если построение градуировочного графика ведется одновременно с измерениями и заполнением таблицы 1 отчета. Тогда будет сразу видно, что какая-либо точка не ложится на плавную кривую, и ее следует «перемерить»). Угловая координата j по оси абсцисс (рис. 5) откладывается в порядке убывания. Это сделано для того, чтобы точки на графике соответствовали расположению линий спектра в поле зрения трубы монохроматора. Вначале построения графика точки наносятся аккуратно остро отточенным карандашом. Если возникает разброс точек, то следует перепроверить отождествление линий на этом участке. После уточнения точки следует отметить более четко. У точек, соответствующих наиболее ярким линиям укажите длину волны. Соедините точки кривой линией. График должен представлять собой гладкую монотонную кривую, проходящую через каждую измеренную точку.

Задание 3. Наблюдение сплошного спектра излучения и спектров поглощения

1. Источником сплошного спектра является лампа накаливания. Установите осветитель с лампой накаливания на рельс монохроматора и пронаблюдайте сплошной спектр лампы.

2. Для наблюдения спектров поглощения в данной работе используются интерференционные фильтры, пропускающие свет в очень узком интервале длин волн. Вставьте один из фильтров в держатель, укрепленный на монохроматоре. Измерьте длину волны середины полосы пропускания фильтра.

3. Сравните полученное значение с указанным на фильтре и сделайте вывод о точности измерений.

4. Оцените качество фильтра: нет ли других, кроме основной, полос пропускания; насколько узка полоса пропускания.

Задание 4. Измерение длины волны излучения лазера

Определите длину волны излучения выданного для опыта лазера.

Задание 5 . Исследование неизвестного спектра

(выполняется по заданию преподавателя)

1. С помощью градуировочной кривой, построенной для данного спектрального аппарата в данных условиях можно определять длину волны линий в спектре любого неизвестного излучения. В настоящей работе исследуется спектр газа, полученный в тлеющем разряде.

2. Установите трубку с газом на рельс прибора вплотную к щели. Подключите ее к источнику питания. Отрегулируйте положение лампы так, чтобы линии в спектре были максимально яркими.

3. Для каждой спектральной линии измерьте угловую координату j по шкале измерительного барабана. По градуировочному графику для каждой линии по значениям угла j определяется длина волны l (таблица 3 отчета).

4. Полученная таблица может быть сверена со значениями, взятыми из спектральных таблиц.

5. Описанные выше операции составляют основу метода идентификации вещества по его спектру – так называемого «качественного» спектрального анализа.

Отчет по лабораторной работе № 1

Дисперсия. Наблюдение спектров

выполненной студент курса, группа

…………………………………………………………………………………

«…… » …………… 200 г.