 |
Спектральный состав и относительное расположение
|
|
|
|
спектральных линий в спектре паров ртути
| Номер линии | Цвет линии | Длина волны λ, нм | Показания измерительного барабана (φ, град.) |
| Красный | 628,2 | ||
| Желтый | 579,0 | ||
| Желтый | 577,0 | ||
| Зеленый | 546,1 | ||
| Сине-зеленый | 491,6 | ||
| Фиолетово-синий | 435,8 | ||
| Фиолетово-синий | 433,9 |
Рис. 2. Относительная яркость линий спектра паров ртути
(1-7 номера линий)
Рис. 3. Градуировочная кривая (общий вид).
Таблица 2.
Длины волн спектральных линий неизвестного источника
| Номер линии | Цвет линии | Показания измерительного барабана (φ, град) | Длина волны (λ, нм) |
Таблица 3.
Длины волн спектральных линий, наиболее характерных
для некоторых газов в видимой части спектра
| Газ | Цвет линии | Длина волны λ, нм |
| H | Красный | 656,3 |
| Голубой | 486,1 | |
| Фиолетово-синий | 434,0 | |
| He | Оранжевый | 587,6 |
| Зеленый | 501,6 | |
| Фиолетово-синий | 447,1 | |
| Ne | Ярко-красный | 640,2 |
| Ярко-красный | 638,3 | |
| Желтый | 585.3 | |
| Зеленый | 540,1 |
Порядок выполнения работы
ВНИМАНИЕ: ВКЛЮЧЕНИЕ И ВЫКЛЮЧЕНИЕ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ РТУТНОЙ ЛАМПЫ И ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ТРУБКИ ПРОИЗВОДИТСЯ ТОЛЬКО ЛАБОРАНТОМ!
1. Включите блок питания ртутной лампы в сеть напряжением 220 В.
2. Установите тумблеры питания монохроматора и ртутной лампы, расположенные на панели блока питания, в положение «ВКЛ» и, нажимая кнопку зажигания, добейтесь свечения лампы.
3. Направьте свет лампы на входную щель монохроматора и, наблюдая спектр её излучения в окуляр зрительной трубы, произведите настройку окуляра на резкость. При необходимости отрегулируйте размер входной щели с помощью микрометрического винта.
|
|
|
4. Вращая измерительный барабан поворотного механизма, просмотрите спектр излучения, сравните цвет и относительное расположение линий с данными табл.1. Совмещая каждую линию спектра с визиром, запишите в табл. 1 соответствующие значения угла φ поворота измерительного барабана.
5. На основании полученных данных постройте на координатно-масштабной бумаге градуировочную кривую монохроматора: λ = f(φ), откладывая по оси абсцисс деления шкалы барабана, а по оси ординат соответствующие им длины волн. За начало оси ординат целесообразно принять l = 400 нм (общий вид градуировочной кривой приведен на рис. 3).
6. Отключите питание ртутной лампы и поместите напротив входной щели монохроматора газоразрядную трубку с неизвестным газом. Установите тумблер источника её питания «Сеть 220/127 В» в положение «ВКЛ» и, регулятором рабочего тока трубки, добейтесь её устойчивого свечения. Просмотрите весь спектр свечения газоразрядной трубки с неизвестным источником излучения, и занесите в табл. 2 все показания с измерительного барабана монохроматора, соответствующие наблюдаемым спектральным линиям излучения, а затем с помощью градуировочной кривой определите длины волн излучения неизвестного источника и также занесите эти значения в табл. 2.
7. Сравнивая данные табл. 3 с полученными результатами (табл. 2), сделайте вывод о химическом (элементном) составе неизвестного газа в газоразрядной трубке, учитывая то, что погрешность определения длины волны по градуировочной кривой может составлять ±2 нм.
Контрольные вопросы
1. Почему атомы каждого химического элемента, находящегося в газообразном состоянии, имеют строго определенный линейчатый спектр?
|
|
|
2. Чем отличаются линейчатые спектры излучения различных химических элементов?
3. В чем состоит явление дисперсии света?
4. Объясните принцип работы призменного монохроматора.
Для вопросов, приведенных далее, дайте правильный ответ:
5. На рис. изображены спектры испускания смеси газов (спектр в) и двух газов (спектры а и б). Определить, есть ли в смеси
газы а и б?
ли в солнечной атмосфере водород и гелий?
|
газов: водорода (спектр а) и двух смесей газов (спектры б и в). В какой из смесей газов содержится водород?
|
8. На рис. а, б, в изображены спектры поглощения трех смесей газов. Сравнить спектры поглощения и определить, содержится ли в этих трех смесях один и тот
же газ, спектр поглощения которого состоит
из четырех темных линий.
9. На рис. 4 изображены спектры излучения трех газов: гелия (спектр a) и двух смесей газов (спектры б и в). В какой из смесей газов содержится гелий?
|
10. Видимой части спектра излучения атома водорода соответствует формула…
ВАРИАНТЫ ОТВЕТА:
1) 
, n = 2, 3, 4. ..
2) 
, n = 3, 4, 5...
3) 
, n = 4, 5, 6...
4) 
, n = 5, 6, 7...
11. На рисунке представлена диаграмма энергетических уровней атома. Переход с поглощением фотона наибольшей частоты обозначен цифрой…
ВАРИАНТЫ ОТВЕТА:
1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 4; 5) 5.
12. На рисунке изображены стационарные орбиты атома водорода согласно модели Бора, а также условно изображены переходы электронов с одной стационарной орбиты на другую, сопровождающиеся излучением кванта энергии. В ультрафиолетовой области спектра эти переходы дают серию Лаймана, в видимой – серию Бальмера, и инфракрасной – серию Пашена.
Наименьшей частоте кванта в серии Лаймана соответствует переход…
 |
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) n = 5 → n = 1
2) n = 5 → n = 3
3) n = 5 → n = 2
13. На рисунке изображены стационарные орбиты атома водорода согласно модели Бора, а также условно изображены переходы электронов с одной стационарной орбиты на другую, сопровождающиеся излучением кванта энергии. В ультрафиолетовой области спектра эти переходы дают серию Лаймана, в видимой – серию Бальмера, и инфракрасной – серию Пашена.
|
|
|
Наименьшей частоте кванта в серии Бальмера соответствует переход…
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) n = 5 → n = 2
2) n = 4 → n = 3
3) n = 3 → n = 2
4) n = 2 → n = 1
14. На рисунке изображены стационарные орбиты атома водорода согласно модели Бора, а также условно изображены переходы электронов с одной стационарной орбиты на другую, сопровождающиеся излучением кванта энергии. В ультрафиолетовой области спектра эти переходы дают серию Лаймана, в видимой – серию Бальмера, и инфракрасной – серию Пашена.
Наименьшей частоте кванта в серии Пашена соответствует переход…
 |
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) n = 5 → n = 3
2) n = 4 → n = 3
3) n = 5 → n = 1
4) n = 2 → n = 1
|
|
|
