Решение практической задачи по определению состава смеси газов по их спектрам излучения

ТЕМА: Лабораторная работа «Наблюдение сплошного и линейчатого спектров»

Цель:__________________________________________________

Источники информации:

1.Дмитриева В.Ф.Физика для профессий и специальностей технического профиля:учебник для образоват. учреждений нач. и сред. проф. образования /В.Ф.Дмитриева. — 7 е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия»,2017-§19.12-19.14

2 Видеоуроки в интернет   -   https://videouroki.net/video/38-laboratornaia-rabota-4-nabliudieniie-sploshnogho-i-linieichatogho-spiektrov.html

Оборудование: спектроскоп прямого зрения или спектроскоп двухтрубный, набор спектральных трубок, выпрямитель или аккумуляторная батарея напряжением 6 В, прибор для зажигания спектральных трубок, лампа накаливания на подставке, люминесцентная лампа, ключ, реостат, соединительные провода, штатив, набор цветных карандашей, таблицы со спектрами излучения газов, находящихся в спектральных трубках.

 

Рассмотрим устройство спектроскопа прямого зрения и спектроскопа двухтрубного.

Спектроскоп  состоит из металлической трубки, в которой помещена призма, собирающая линза, закрепленная в подвижном держателе с винтом, коллиматорной щели и крышки с окулярным отверстием. При наблюдении спектров спектроскоп направляют коллиматорной щелью на источник света и смотрят в окулярное отверстие. Резкость изображения спектра регулируют передвижением линзы за головку винта вдоль небольшой прорези в трубке.

Спектроскоп двухтрубный состоит из окуляра, зрительной трубы, объективов, коллиматора, щели и микрометрического винта. При наблюдении спектров щель направляют на источник света и с помощью объективов и окуляра добиваются появления четкого изображения. Вращением винта меняют видимую часть спектра.

                                        Выполнение лабораторной работы.

1.После сбора установки при полном накале наблюдайте сплошной спектр излучения нити.

                                                    

 При уменьшении накала нити, наблюдается ослабление яркости спектра и постепенное исчезновение спектральных цветов, начиная с фиолетового. Зарисуйте цветными карандашами картину спектра, наблюдаемого вами(см.видео/рис1.):  В лампе накаливания спираль из металла - вольфрама, которая нагревается до очень  высокой температуры. Наблюдаем спектр, который выглядит непрерывной  радужной полоской с постепенным переходом цветов от фиолетового к красному.После того, как зарисовали спектр лампы накаливания, направьте коллиматор спектроскопа на светящуюся люминесцентную лампу и наблюдайте спектр (см.видео/рис1)Сделайте рисунок.

Рис.1

  2.  Опишите, чем спектр люминесцентной лампы отличается от спектра лампы накаливания(см. видео/рис.1)

3. Изучение спектров   спектров различных газов.

Для этого необходимо вставить трубку с исследуемым газом  в держатель прибора для зажигания спектральных трубок и подключить прибор к источнику напряжения.

 

В держатель  поочередно вставляли: трубки

-гелия

-водорода

-аргона

-криптон

-натрия

-неона

Получили такие результаты:

 

 Рис.2б                                    рис.2а

 

             

                     Рис.3                                      рис.3а                                      рис.3б

            Рис.4

               рис.5

 После проделанной работы, сравните полученные линейчатые спектры излучения с табличными спектрами соответствующих газов. После чего зарисуйте его цветными карандашами и опишите основные цвета в наблюдаемой последовательности.

Таблица спектров:

 

 

Натрий

Решение практической задачи по определению состава смеси газов по их спектрам излучения.

Часто приходится иметь смесь газов (воздух) и требуется определить химический состав компонентов. Линейчатый спектр излучения будет включать яркие линии всех газов. Требуется выделить спектральные линии каждого газа.

.

 Определить, какие газы входят в состав смеси.

 

Контрольные вопросы:

1. Какие вещества дают сплошной спектр?

2. Какие вещества дают линейчатый спектр?

3. Объясните, почему отличаются линейчатые спектры различных газов.

4. Почему отверстие коллиматора имеет вид узкой щели? Изменится ли вид наблюдаемого спектра (а если да, то как?), если отверстие сделать, например, в форме треугольника?