Ќазаќ мемлекеттік ќыздар педагогика институты
жүктеу/скачать 2,57 Mb.
|
1-11 лаб ОптикаКазакща
| 11.4.2. Ең қарапайым спектрлік сызықтарын cyreгi атомы бөліп шығарады. Cyтeгі атомының спектріндегі сызықардың толқын ұзындықтары төмендегі формуламен анықталады
(2) R - Ридберг тұрақтысы деп аталады, ал m, n - бүтін сандар: m жоғарғы деңгейдің, ал n – төменгі деңгейлердің нөміpi. (2) – формуланы 1888 жылы тәжірибе жүзінде Бальмер анықтаған. Ридберг тұрақтысының мәні R=10967760m-1 =1,1· 107m-1 Кванттық механикада Ридберг тұрақтысының формуласы дәлелденеді ол мынаған тең: Мұндағы е - электронның заряды; me – электронның массасы; с - жарық жылдамдығы; 11.4.3. Сутегі атомының спектріндегі сызықтардың бәpi адам көзіне көрінбейді, оның ішінде тек электрондар жоғары энергетикалық деңгейлерден төменгі (n=2) энергетикалық деңгейге көшкенде бөлініп шығатын фотондарға сәйкес шығарылатын спектрлік сызықтар көзге көрінеді. Бұл сызықтар жиыны Бальмер сериясы деп аталады. Олардың толқын ұзындықтары төмендегі өрнек бойынша анықталады: (4) мұнда n=2; m=3,4,5,.... Бальмер сериясынан басқа cyтeгi спектрінде Лайман (n=1), Пашен (n=3), Брэкет (n=4) т.с.с. сериялар бар (1-сурет). 11.5. Құралдардың құрылысы және құралдармен жұмыс iстey тәртібі 11.5.1. Спектрдің құрамындағы әртүсті жарық шоқтарын алу үшін монохроматор (УМ) деп аталатын құрал қолданылады. Құралдың схемасы 2 суретте. Коллиматордың саңлауына (А) жақын орналасқан жарық көзінен (S) бытыраңқы жарық шоғы хроматикалық конденсордан (К) етіп, жинақталып, объективтен О1 етеді де, шыны призманың (П) қырына параллель шоқ болып түседі. Призмада бұл шоқ құрамдас түсті шоқтарға жіктеліп, көру түтігінің объективіне (О2) қарай бағытталады. Объективтен өткен бip түсті сәулелердің әpбip шогы объективтің фокус жазықтығында спектр бейнесін береді. 11.5.2. Спектрдің шын кескінін окуляр /Ок/ арқылы қарағанда спектрдің бip ғана бөліп көрінеді. Спектрдің жекелеген бөліктерін көру үшін призманы бұрып отыру керек. Бұл үшін градустық шкаласы бар микрометрлік барабан (Б) қолданылады. Окуляр ішінде көру түтігін спектрдің белгңлң бip сызығына дәлдеу кызметін атқаратын үшкір стрелка бар. Стрелка спектр сызығына дәл келген кезде барабанның көрсетуін жазып алу керек. Жұмыс 3 рет Қайталанады, барабан шкаласының көрсетуінің орта мәні алынады. 11.5.3. Спектріндегі сызықтардың толқын ұзындығын есептеу үшін монохроматордың шкаласын градуирлеп алу керек. Градуирлеудің қандайда бip жарқырауық заттың белгілі бip спектрін бақылай отырып, стрелканы спектрлік сызықтардың әр қайсысымен дәл келтіреді де, осы кездегі барабанның көрсетуін жазып алып градуирлеу қисығын сызады. Бұл жұмыста белгілі спектр сынап (Hg) спектрі, ал анықталатын спектр гелий немесе неон спектpi болады. Спектрі бeлгiлi дeгeндi, қарастырылып отырған заттың спектріндегі спектрлік сызықтардың толқын ұзындықтары белгілі деп түсіну керек. Ол үшін вертикаль осьтің бойына толқындардың белгілі ұзындықтарын, ал горизонталь осьтің бойына барабанның көрсетулерін салады. 11.5.4. Шкаланы градуирленгеннен кейін, сутегінің сызықтарының белгісіз толқын ұзындықтарын анықтап (2) формула бойынша Ридберг тұрақтысын – R есептеп шығарады. Ридберг тұрақтысы төмендегі формула бойынша анықталады, Ридберг тұрактысы есептелгеннен кейін (3) формуладан h – тың өрнегін шығарып, оның сан мәнін есептеу керек, сондағы h – тың өрнегі (5) R – тұрақтысының орнына тәжірибеден табылған мәні қойылады. 11.6. Жұмыстың орындалу тәртібi Ескерту: сынап лампының ішінде 30 ат. дейін қысым пайда болатындықтан онымен жұмыс істегенде сақ болу керек. Мұғалімнің рұқсатынсыз жұмыс бастауға болмайды. 11.6.1. Монохроматордың құрылысымен танысыңыздар. 11.6.2. Сынаппен толтырылған түтікшені жағуға арналған пультке (ЭСП– 111) қосып, спектрді алу керек. Окулярмен объективті қозғау арқылы олардың айқын кескінін шығарып алу керек. 11.6.3. Микрометрлік барабанды (Б) айналдыра отырып, үшкір стрелка спектрлік сызықтардың әр қайсысымен дәл келгенге дейін бұрыңдар. Әр сызыққа сәйкес барабандағы шкаланың көрсетуін. 1 – таблицаға жазып алыңдар. 11.6.4. 1 – таблицадағы мәліметтер бойынша градуирлеу графигін милиметрлік қағазға сызыңдар. 11.6.5. Енді cyтeгі толтырылған түтікшені токқа қосып, cyтeгі атомының ең жарық айқын көрінетін спектрлік сызықтарын зерттеңдер. Айқын қызыл түсті сызық На деп белгіленеді, екінші сызық Нβ оның түci көгілдір жасыл. Осы екеуінің арасында көптеген ұсақ cутeгі атомдарының спектрлері орналасады. Олар бізге қажет емес. Үшінші айқын сызық Нγ күлгін – көк түсті болып келеді. Осы аталған үш спектр сызықтарының толқын ұзындығын табу үшін барабанның шкаласының көрсеткіштерін жазып алып, градуирлеу графигі арқылы λ – ның сан мәнін анықтаймыз. Нәтижелер 2 – таблицаға жазылады. 11.6.6. (3) формула арқлы Ридберг тұактысы, R және оның орта мән, (5) формула бойынша Планк тұрақтысын (h) анықталады. Тәжірибе арқылы табылған R және h тұрақтылардың мәндерін таблицалық мәндерімен салыстырыңыздар (RT және hT). 1 – сурет. Сутегі атомының энергетика деңгейлерімен спектрлік сериялардың пайда болуы. 2-сурет. Монохроматордың оптикалық схемасы. 11.7. Бақылау сұрақтары Монохроматордың оптикалық схемасы мен сәулелер жолын түсіндіріңдер. Монохроматор шкаласын градуирлеу үшін белгілі спектр ретінде қандай заттың спектрін алдыңыздар? Сутегі атомының спектріндегі сериялар қалай пайда болады? 11.7. Эдебиеттер Гольдин Л.Л. и др. Лабораторные занятия по физике. М.Наука. 1983-704 с. Полатбеков П. Оптика. Алматы " Мектеп " 1981 г. 12 – зертханалық жұмыс жүктеу/скачать 2,57 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|