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

1. Перед выполнением работы необходимо тщательно ознакомиться с рекомендуемой литературой, содержанием данной работы, содержанием работы №4, устройством и принципом действия приборов и выписать их основные характеристики.

2. Установить электроды из железа на оптическую ось спектрографа ДФС-8, расстояние между электродами 2-3мм.

3. Поставить ширину щели, равную 0,015-0,020мм,зажечь дугу и убедиться в чистоте щели, рассматривая изображение спектра в плоскости кассетной части через лупу.

4. Зарядить в фотокомнате кассету фотопластинкой «панхром» или «изопанхром».

5. Диафрагму Гартмана установить на деление «3», барабан длин волн на деление «580» и снять спектр железной дуги с экспозицией 30с.

6. Сменить электроды из железа на угольные, содержащие пробы с натрием. Диафрагму Гартмана установить на деление «4».

7. Снять спектр натрия с экспозицией 60 с., не изменяя положения кассеты и барабана длин волн.

8. Снять спектры железа и натрия при «300» барабана длин волн. Условия фотографирования занести в таблицу 5.2.

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

10. На спектропроекторе ПС-18 или ДСП-1 (эмульсией вверх) и расшифровать спектр натрия. Длины волн линий натрия запишите в таблицу (с указанием переходов и серий).

11. Установить фотопластинку на измерительный микроскоп МИР-12 и измерить расстояние между компонентами тонкой структуры спектральных линий натрия. При этом:

а) измерить расстояние между компонентами тонкой структуры спектральных линий главной серии; затем по значениям (в мм), используя линейную дисперсию спектрографа ДФС-8 по формуле , определить величины разности длин волн (в нм) компонентов тонкой (дублетной) структуры спектральных линий Na;

12. По табличным значениям [14] (нм) расстояний (в длинах волн) между компонентами дублетов главной и диффузной серий натрия вычислить величины расщепления термов 3P, 4P, 5P,…и 3D, 4D,…атома Na. Сравнить вычисленные значения с экспериментально полученными значениями .

б) по данным п.а) определить величину расщепления Р-термов атома Na в зависимости от значения главного квантового числа n;

в) определить величину расщепления термов 3Р, 3D, 4D атома. Объяснить полученный результат.

13. Зная величину расщепления 3Р-терма Na, используя соотношение (5.11) определить поправку экранирования a_1. Сравнить ее с величиной поправки а, вычисленной по формуле (5.4) и данным табл. 5.1.

14. При помощи соотношения (5.1) и данных табл. 5.1. подсчитать для атома натрия энергетические уровни и длины волн, возникающие при переходах:

Для резкой серии 4S®3P

5S®3P

Для диффузной серии 4D®3P

5D®3P

Для главной серии 3P®3S

15. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу 5.3.

16. Объяснить наблюдаемую в эксперименте мультиплетность линий диффузной серии.

Литература: [7, 8, 10, 11]

Контрольные вопросы

1. Что понимается под мультиплетностью термов. Чем она обусловлена?

2. Квантовые числа n, l, s, j, , , что они определяют? Принимаемые значения?

3. Спин электрона.

4. Спин-орбитальное взаимодействие. Энергия спин-орбитального взаимодействия, DE_l,s , порядок величины.

5. Тонкая структура спектров. Причина вызывающая тонкое расщепление. Постоянная тонкой структуры, α.

6. Векторная модель атома (классический подход, квантовые поправки) для каких целей она используется?

7. С учетом тонкой структуры изобразить схему уровней для любого щелочного металла (Li, Na, K, Rb, Cs).

8. Показать переходы для серий, используя правила отбора.

9. Какова тонкая структура линий в разных сериях?

10. Отличие тонкого расщепления у атомов щелочных элементов и водорода.

11. Лэмбовский сдвиг.

12. Оптический прибор для наблюдения тонкой структуры.

Таблица 5.2.

Таблица 5.3.

l, нм	Переход	Серия	Расстояние между компонентами тонкой структуры	n	Расстояние между подуровнями
Dl, мм	Dl, нм