Задание 2. Изучение спектра излучения других источников

С помощью монохроматора изучите особенности спектров других предложенных вам источников излучения, например, газоразрядных трубок, наполненных разрежёнными газами. Для этого установите прибор с газоразрядной трубкой вплотную к входной щели монохроматора, чтобы её излучение максимально попадало в эту щель, и настройте ширину входной щели так, чтобы в окуляр наблюдалось чёткое изображение линий спектра. Дважды определите положение основных линий в спектре по делениям на шкале барабана, запишите полученные значения в табл. 11.2. Соответствующие длины волн затем определяются по градуировочному графику, и записываются в табл. 11.2 при оформлении отчёта по лабораторной работе.

Таблица 11.2

Анализ и обработка результатов измерений

1. Вычислите и запишите в табл.11.1 среднее значение áNñ.

2. По данным табл. 11.1 постройте график зависимости áNñ = f (l).

По оси ординат откладывают деления барабана áNñ, а по оси абсцисс – длины волн l. Выбирая масштаб, помните, что при соответствующем размере графика миллиметровая бумага даёт возможность точно задать три значащие цифры. Эту возможность Вы должны использовать! Строя график, не заканчивайте кривую на последней точке, а плавно проводите её в область бóльших длин волн. Для этого, выбирая масштаб по оси абсцисс, проставьте запасные деления вплоть до 650–700 нм, и соответствующие им деления по оси ординат.

2. На градуировочном графике для трёх длин волн, указанных преподавателем, определите угловой коэффициент касательных и сделайте вывод о характере дисперсии света в изученном диапазоне длин волн.

3. Пользуясь градуировочным графиком, определите длину волны, соответствующую каждой линии в спектре газоразрядной трубки, исследование которой было проведено во втором задании. Полученные значения впишите в табл. 11.2.

4. По этим значениям определите, каким газом заполнена газоразрядная трубка, пользуясь табл. П9 Приложения 2.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение: спектра излучения, монохроматора, линейчатого и сплошного спектра, постулатов Бора.Письменный ответ на этот вопрос необходимо включить в отчёт.

2. Назовите составные части лабораторной установки и их назначение.

3. Какие величины измеряются в данной работе непосредственно? Какие вычисляются?

4. Опишите характерные особенности линейчатого и сплошного спектров. Чем излучается тот и другой?

5. Какой газ предлагается использовать для градуировки монохроматора?

6. Почему в лампе дневного света Вы видите наложение сплошного и линейчатого спектров?

7. Что такое дисперсия света, какая природа этого явления? Какие виды дисперсии вы знаете?

8. Как зависит полная энергия электрона в атоме водорода от номера орбиты?

9. Как изменяются полная и кинетическая энергия электрона при излучении кванта?