Порядок выполнения работы.

1. Перед выполнением работы необходимо тщательно ознакомиться с рекомендуемой литературой, содержанием работы.

2. Зарядить кассету фотопластинкой «панхром» или «изопанхром».

3. Снять спектр Fe (диафрагма Гартмана устанавливается на делении «258»).

4. Сменить электроды из железа на угольные, в канале нижнего электрода поместить соли щелочного элемента (для получения спектров исследуемых атомов: Li, Na, K).

5. Сфотографировать спектры Li, Na, K с экспозицией 40 с, устанавливая диафрагму Гартмана на деление «3», «4», «5». Данные для съемки всех спектров приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2.

6. Проявить (4 мин), отфиксировать (10 мин) и промыть в проточной воде фотопластинку. При этих операциях фотопластинка должна лежать кювете эмульсией вверх, а кювету с раствором следует время от времени покачивать.

7. На спектропроекторе ДСП-1 провести с помощью атласа спектральных линий расшифровку спектров. Найти линии щелочных элементов, выделить серии. Результаты свести в таблицу 4.3.

8. Сначала, используя водородоподобность d – состояний ( ), по формуле (4.5) находят энергию уровней 4D-8D. Далее с помощью правила частот Бора и схемы переходов (см. рис. 4.4-4.6) находят энергию уровней 3Р и3S (для Na), 4Р и 4S (для К), используя соответствующие значения <hv>. Аналогичным образом находят энергию уровней 5S и 6S. Подставляя полученные значения (для Na) в формулу (4.5) находят квантовые дефекты , .

9. По полученным данным строят схему уровней энергии атома в масштабе 0,5 В/см и указывают на ней переходы, соответствующие наблюдавшимся линиям. Анализируя схему уровней энергии, находят энергию ионизации атома Na (Li, K) из основного состояния. С помощью формул (4.4) и (4.5) определяют эффективный заряд атомного остова , в состояниях , , и .

10.Находят минимальную и максимальную энергию фотонов, минимальное и максимальное волновые числа, а также минимальную и максимальную длины волн для главной, резкой и диффузной серий атома Na (Li, K).

Литература: [3, 4, 7, 8]

Контрольные вопросы

1. Какова структура атомов щелочных металлов?

2. Сравнить атом щелочного металла с атомом водорода.

3. Перечислить квантовые числа атома водорода и раскрыть их физический смысл.

4. В каких квантовых состояниях могут находиться атомы щелочных металлов?

5. Что понимается под «вырождением» энергетических уровней?

6. В чем состоит физическая причина снятия вырождения («случайное» вырождение) энергии щелочных атомов по орбитальному квантовому числу?

7. Чем определяется величина квантового дефекта, ?

8. Уметь:

Обозначить набор спектральных термов для любого щелочного металла

· Определять основной уровень

· Представить схему энергетических уровней

· Показать переходы для всех наблюдаемых серий

· Определить границы серий и головные линии в каждой серии

· Символически записать переходы в каждой серии.

9. Объяснить правила отбора по .