18ЛПЗ. Лабораторная работа 1 Наблюдение сплошного и линейчатого спектров излучения
 Скачать 0.9 Mb.
|
|
Лабораторная работа № 18. «Наблюдение сплошного и линейчатого спектров излучения». Наименование дисциплины: Физика Цель работы: получить представление о различных видах спектров излучения светящихся тел и зависимости вида спектра излучения тела от его агрегатного состояния и провести качественный спектральный анализ нескольких газов. Оборудование: проекционный аппарат, спектральные трубки с водородом, гелием, неоном и криптоном, два высоковольтных индуктора, источник питания, штатив, соединительные провода, стеклянная пластина со скошенными гранями, призма прямого зрения, мультимедиапроектор Наблюдение сплошного спектра излучения. В излучении веществ, атомы которых сильно взаимодействуют друг с другом, присутствуют все частоты оптического диапазона. Спектр такого излучения представляет собой цветную радужную полоску, где цвета плавно переходят от красного к фиолетовому, и называется непрерывным. Направив взгляд через пластину на изображение раздвижной щели проекционного аппарата, мы наблюдали основные цвета полученного сплошного спектра в следующем порядке: (вспоминаем русскую поговорку для запоминания расположения цветов в спектре) КАЖДЫЙ ОХОТНИК ЖЕЛАЕТ ЗНАТЬ ГДЕ СИДИТ ФАЗАН. Они должны ответить на вопрос, почему наблюдаемый спектр называют непрерывным или сплошным. Спектр будет иметь вид:  Задание 1. Какое физическое тело и в каком состоянии является источником света? По итогам наблюдений в тетради зарисовать вид спектра лампы накаливания, соблюдая последовательность расположения основных цветов. Исследование и наблюдение линейчатого спектра излучения.   Рис.1 Рис.2 При переходе с одной стационарной орбиты на другую электрон излучает (поглощает) квант света с энергией һν и длиной волны  : һν =  =  - → = (1), где һ = 6,63∙ Дж∙с – постоянная Планка,с = 3∙   – скорость света, – энергия электрона в стационарном состоянии на энергетическом уровне k в эВ, – энергия электрона в стационарном состоянии на энергетическом уровне n в эВ. Вычислим длину волны, излучаемую атомом водорода при переходе электрона с k = 2 на n =1, по формуле (1) =  , где  кл – заряд электрона – коэффициент перевода энергии из электронвольт (эВ) в джоули (Дж). =  =  =  (2) =  = =  =  = 122∙ =122 нмЭта длина волны соответствует невидимому для человека ультрафиолетовому излучению. Эту часть работы выполняет учитель, используя презентацию. После этого, учащимся предлагается, пользуясь данными из Рис.2, вычислить длины волн, которые излучает атом водорода для остальных случаев перехода атома из одного стационарного состояния в другое по формуле (2), и определить длины волн, излучаемых атомом водорода, соответствующих видимому участку спектра. Результаты сравнить с Таблицей 1. Таблица 1.  Задание 2. Вычислить длины волн. Значения Е берем из рис.2.  =  =… (красный) =  = (зелено-голубой) =  = (синий) =  = (фиолетовый) =  = (инфракрасное излучение)Вывод: в видимой части спектра излучения атома водорода четыре спектральных линии излучения разного цвета: красная, зелено-голубая, синяя и фиолетовая. Задание 3. Решение практической задачи по определению состава смеси газов по их спектрам излучения (по рисунку). Часто приходится иметь смесь газов (воздух) и требуется определить химический состав компонентов. Линейчатый спектр излучения будет включать яркие линии всех газов. Требуется выделить спектральные линии каждого газа. В следующем задании нужно определить, какие газы входят в состав смеси.  Закрепление: Задание 4. Ответы на вопросы. 1. Какие вещества дают сплошной спектр? 2. Какие вещества дают линейчатый спектр? 3. Объясните, почему отличаются линейчатые спектры различных газов. Выводы: - сплошные спектры дают тела в твердом или жидком состоянии, а также сильно сжатые газы и плазма; - линейчатые спектры излучения дают вещества в атомарном газообразном состоянии; - по линейчатым спектрам излучения определяют вещество, из которого состоит исследуемый образец. Этот метод называется спектральным анализом. |