ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.18

ИЗУЧЕНИЕ СПЕКТРА ИЗЛУЧЕНИЯ АТОМОВ

Цель работы:Наблюдение спектральных линий излучения атомов неона и ртути.

Приборы и принадлежности: Монохроматор УМ-2, неоновая лампа, ртутная лампа.

Краткая теория

По теории Бора энергия электронов в атоме может принимать не любые, а только некоторые определённые значения, образующие дискретный набор. Состояния с таким набором энергии называются уровнями. Спектральные линии возникают при переходе электронов с одного уровня, на другой (более низкий). При этом энергия излучаемого фотона равна разности этих двух уровней:

(1)

где - постоянная Планка, равная 6,625-10 34 Дж-с, - частота излучения, и - энергии электрона в атоме. Соотношение (1) может быть представлено в виде:

(2)

где - длина волны излучения атома.

При наличии диспергирующей среды (призма) в зависимости от длины волны мы можем наблюдать набор спектральных линий, характерный для данного вида атома. На этом основан качественный спектральный анализ, позволяющий обнаруживать атомы в излучающей среде. Для каждого атома набор спектральных линий отличается количеством и расположением в оптическом диапазоне шкалы электромагнитных волн. В приложении 1 показаны спектры атомов некоторых элементов.

В данной работе изучаются спектральные линии неона и ртути визуальным способом.

Методика измерений

Для визуального наблюдения спектральных линий излучения атомов неона и ртути используется монохроматор УМ-2 в качестве спектрометра, работающего в диапазоне от 380 до 1000 нм. Описание монохроматора приведено в приложении.

Источник света Л рекомендуется располагать на расстоянии 45 см от щели, а конденсор К - примерно в 13 см от источника. Перемещая окуляр, следует получить резкое изображение острия указателя 10 и спектральных линий.