عمل معمل رقم 5

الغرض من العمل:مع المعدات اللازمة لاحظ (تجريبيًا) طيفًا مستمرًا أو نيون أو هيليوم أو هيدروجين.

ادوات:جهاز الإسقاط ، الأنابيب الطيفية بهيدروجين ، نيون أو هيليوم ، محث عالي الجهد ، مصدر طاقة ، حامل ثلاثي القوائم ، أسلاك توصيل ، لوح زجاجي بحواف مشطوفة.

استنتاج بشأن العمل المنجز: 1. الطيف المستمر.بالنظر من خلال اللوحة إلى صورة الشق المنزلق لجهاز الإسقاط ، لاحظنا الألوان الأساسية للطيف المستمر الذي تم الحصول عليه بالترتيب التالي: البنفسجي والأزرق والأزرق الفاتح والأخضر والأصفر والبرتقالي والأحمر.

هذا الطيف مستمر. هذا يعني أن جميع الأطوال الموجية ممثلة في الطيف. وهكذا ، وجدنا (كما تظهر التجربة) أن الأطياف المستمرة تعطى بواسطة الأجسام في حالة صلبة أو سائلة ، وكذلك الغازات شديدة الضغط. 2. الهيدروجين والهيليوم.كل من هذه الأطياف عبارة عن حاجز من الخطوط الملونة مفصولة بشرائط عريضة داكنة. يعني وجود طيف خطي أن المادة تبعث ضوءًا بطول موجة محدد للغاية. الهيدروجين: البنفسجي والأزرق والأخضر والأحمر. الهيليوم: أزرق ، أخضر ، أصفر ، أحمر. وهكذا ، فقد أثبتنا أن أطياف الخطوط تعطي جميع المواد في حالة غازية ذرية. في هذه الحالة ، تصدر الذرات ضوءًا لا يتفاعل عمليًا مع بعضها البعض. هذا هو النوع الأساسي من الطيف. تصدر الذرات المعزولة أطوال موجية محددة بدقة.

إجابات لأسئلة الأمان

1. ما هي المواد التي تعطي طيفاً مستمراً؟

الأجسام المسخنة في الحالة الصلبة والسائلة والغازات عند الضغط العالي والبلازما.

2. ما هي المواد التي تعطي الطيف الخطي؟

تلك المواد التي لها تفاعل ضعيف بين الجزيئات ، على سبيل المثال ، الغازات المتخلخلة إلى حد ما. أيضًا ، يتم إعطاء الطيف الخطي بواسطة المواد الموجودة في الحالة الذرية الغازية.

3. اشرح سبب اختلاف أطياف الغازات المختلفة.

عند تسخينها ، يتحلل جزء من جزيئات الغاز إلى ذرات ، وتنبعث الكميات ذات القيم المختلفة للطاقة ، والتي تحدد اللون.

4. لماذا تكون فتحة الميزاء الطيفي على شكل شق ضيق؟ هل سيتغير مظهر الطيف المرصود إذا كان الثقب على شكل مثلث؟

الثقب على شكل شق ضيق لإنشاء صورة. إذا كان الثقب مثلثًا ، فسيصبح طيف الخط مثلثًا وغير واضح.

الاستنتاجات:الأطياف المستمرة تعطي أجسامًا صلبة أو سائلة ، بالإضافة إلى غازات مضغوطة للغاية. تعطي أطياف الخط المواد في حالة غازية ذرية.

الموضوع: "مراقبة الأطياف المستمرة والخطية"

الغرض من العمل:

التعليمية:مراقبة الأطياف المستمرة والخطية ؛

المحترفين:اكتشف كيف يتم إجراء تحليل التلألؤ للأغذية.

يجب ان يعرف: المفاهيم: الطيف ، التحليل الطيفي ، التلألؤ. أنواع الأطياف ، جهاز الطيف ؛

يكون قادرا على:تمييز الطيف المستمر من الطيف الخطي ، ومراقبة أطياف الانبعاث باستخدام المنشور والمطياف ؛

ادوات:أنابيب طيفية بغازات مختلفة ؛ وحدة إمداد الطاقة ، جهاز لإشعال الأنابيب الطيفية ؛ صفيحة زجاجية ذات حواف مشطوفة ؛ مطياف ، مصباح وهاج ، مصباح الفلورسنت.

نظرية موجزة:

يمكن تقسيم جميع الأطياف ، كما تظهر التجربة ، إلى ثلاثة أنواع: الأطياف المستمرة تعطي الأجسام في حالة صلبة أو سائلة ، وكذلك غازات مضغوطة للغاية. لا توجد فواصل في الطيف ، يمكنك رؤية شريط صلب متعدد الألوان. يتم تمثيل جميع الأطوال الموجية في الطيف المستمر بكثافة مختلفة. للحصول على طيف مستمر ، يجب تسخين الجسم إلى درجة حرارة عالية. تُظهر أطياف الخط جميع المواد في الحالة الذرية الغازية. كل منها عبارة عن حواجز من الخطوط الملونة بدرجات سطوع متفاوتة مفصولة بخطوط داكنة واسعة. عادة ، لمراقبة أطياف الخط ، يتم استخدام وهج بخار المادة في اللهب أو توهج تصريف الغاز في الأنبوب. يتم إنشاء أطياف النطاق بواسطة جزيئات غير مرتبطة أو مرتبطة ببعضها البعض بشكل فضفاض. يتكون الطيف المخطط من نطاقات فردية مفصولة بفجوات مظلمة. لرصد الأطياف الجزيئية ، وكذلك لرصد أطياف الخط ، يتم استخدام المقطع العرضي للأبخرة في اللهب أو المقطع العرضي لتفريغ الغاز.

أمر العمل:

1. مراقبة طيف مستمر (مستمر):

أ) مشمس

ب) من المصباح المتوهج ؛

ج) من مصباح الفلورسنت.

2. مراقبة أطياف الخطوط ، ارسم الخطوط الرئيسية:

أ) الهليوم - هو

ب) الهيدروجين - H

ج) الكريبتون - كجم

د) النيون - ني

قواعد السلامة الأساسية:

1. تعامل مع المنشور الزجاجي بحذر ، لا تسقطها.

2. لا تلمس جهاز إشعال الأنبوب الطيفي بيديك (يوجد جهد عالٍ!).

أسئلة المراقبة:

1) ما هو سبب اللمعان الكهربائي ، التلألؤ الكاثوليكي؟

2) ما هو العنصر الرئيسي للجهاز الطيفي؟

3) هل الأطوال الموجية للطيف الخطي تعتمد على طريقة إثارة الذرات؟

4) ما هي العمليات التي يجب القيام بها باستخدام حبة مادة لمعرفة تركيبها الكيميائي باستخدام التحليل الطيفي؟

عمل معمل رقم 9

الموضوع: "دراسة مسارات الجسيمات المشحونة (بناءً على الصور المنتهية)"

الغرض من العمل:

التعليمية:استكشاف مسارات الجسيمات المشحونة ؛

المحترفين:التعرف على طرق تحديد النشاط الإشعاعي للغذاء.

يجب ان يعرف: الطرق الرئيسية لتسجيل الإشعاع المؤين ، كيف يعتمد طول المسار على طاقة الجسيم ، يعتمد سمك المسار على سرعة الجسيم ؛

يكون قادرا على:تحديد الشحنة المحددة للجسيم ؛

ادوات:صور جاهزة للمسارات ، ورق البحث عن المفقودين ، المسطرة.

نظرية موجزة:

بمساعدة كاميرا ويلسون ، يتم ملاحظة مسارات (آثار) الجسيمات المشحونة المتحركة وتصويرها. مسار الجسيمات عبارة عن سلسلة من قطرات الماء أو الكحول المجهرية التي تكونت نتيجة تكاثف أبخرة مفرطة التشبع لهذه السوائل على الأيونات. تتشكل الأيونات نتيجة تفاعل الجسيم المشحون مع الذرات وجزيئات الأبخرة والغازات في الغرفة.

إذا كانت جميع الأشياء الأخرى متشابهة ، فإن المسار يكون أكثر سمكًا للجسيم الذي يحتوي على شحنة أعلى. على سبيل المثال ، عند نفس السرعات ، يكون مسار الجسيم أكثر سمكًا من مسار البروتون والإلكترون.

إذا كانت الجسيمات لها نفس الشحنات ، فإن المسار يكون أكثر سمكًا بالنسبة للجسيمات ذات السرعة المنخفضة ، ويتحرك ببطء أكثر. ومن ثم ، فمن الواضح أنه بنهاية الحركة يكون مسار الجسيم أكثر سمكًا مما كان عليه في البداية ، حيث تقل سرعة الجسيم بسبب فقدان الطاقة لتأين ذرات الوسط.

إذا تم وضع حجرة ويلسون في مجال مغناطيسي ، فإن قوة لورنتز تعمل على الجسيمات المشحونة التي تتحرك فيها ، وهي (في الحالة التي تكون فيها سرعة الجسيمات متعامدة مع خطوط المجال) :،

حيث Ze = q هي شحنة الجسيم ، V هي السرعة و B هي الحث المغناطيسي. تسمح لنا قاعدة اليد اليسرى بإظهار أن قوة لورنتز يتم توجيهها دائمًا بشكل عمودي على سرعة الجسيم ، وبالتالي فهي قوة جذب مركزي: ,

حيث m كتلة الجسيم ، R هو نصف قطر انحناء مساره. من هنا .

إذا كانت سرعة الجسيم أقل بكثير من سرعة الضوء (أي أن الجسيم ليس نسبيًا) ، فإن النسبة بين قيمة طاقته الحركية ونصف قطر الانحناء ستكون:

.

1. يعتمد نصف قطر انحناء المسار على كتلة الجسيم وسرعته وشحنه. نصف القطر هو الأصغر (أي انحراف الجسيم عن الحركة المستقيمة هو الأكبر) ، وكلما قلت كتلة وسرعة الجسيم وكلما زادت شحنته. على سبيل المثال ، في نفس المجال المغناطيسي وبنفس السرعات الأولية ، سيكون انحراف الإلكترون أكبر من انحراف البروتون ، وستظهر الصورة أن مسار الإلكترون عبارة عن دائرة نصف قطرها أصغر من نصف قطر مسار البروتون. ينحرف الإلكترون السريع أقل من الإلكترون البطيء. ذرة الهليوم ، التي تفتقر إلى إلكترون واحد ، (هي + أيون) تنحرف بشكل أضعف من الجسيم a ، لأن شحنة الجسيم a في نفس الكتلة تكون أكبر من شحنة ذرة الهليوم المؤينة المفردة. من العلاقة بين طاقة الجسيم ونصف قطر انحناء المسار ، يمكن ملاحظة أن الانحراف عن الحركة المستقيمة يكون أكبر في الحالة التي تكون فيها طاقة الجسيم أقل.

2. نظرًا لتناقص سرعة الجسيم قرب نهاية مساره ، يتناقص أيضًا نصف قطر انحناء المسار (يزيد الانحراف عن الحركة المستقيمة). من خلال تغيير نصف قطر الانحناء ، يمكنك تحديد اتجاه حركة الجسيم - بداية حركته حيث يكون انحناء المسار أقل.

3. بعد قياس نصف قطر انحناء المسار ومعرفة بعض القيم الأخرى ، يمكن حساب نسبة شحنته إلى كتلة الجسيم. تعمل هذه النسبة كأهم خاصية للجسيم وتسمح لك بتحديد نوع الجسيم ، أو ، كما يقولون ، "تحديد" الجسيم ، أي سيؤسس هويته (تحديد ، تشابه) لجسيم معروف.

لتحديد اتجاه متجه تحريض المجال المغناطيسي ، تحتاج إلى استخدام قاعدة اليد اليسرى: ضع أربعة أصابع ممدودة في اتجاه حركة البروتون ، والإبهام المنحني في اتجاه نصف قطر انحناء المسار ( يتم توجيه قوة لورنتز على طوله). من خلال موضع راحة اليد ، حيث يجب أن تدخل خطوط القوة ، نجد اتجاهها ، أي اتجاه ناقل الحث المغناطيسي.

أمر العمل:

1. تحديد نصف قطر انحناء المسار.

يتم تحديد نصف قطر انحناء مسار الجسيمات على النحو التالي. ضع قطعة من الورق الشفاف فوق الصورة وانقل المسار عليها. ارسم ، كما هو مبين في الشكل ، وترتين وأعد الأوتار العمودية على هذه الأوتار في نقاط المنتصف. عند تقاطع الخطوط العمودية يقع مركز الدائرة ، نصف قطرها من انحناء المسار. على سبيل المثال ، نصف قطر الانحناء في الصورة هو 3.2 سم ، والجزء 0.4 سم في الرسم الخاص بك يتوافق مع الطول الحقيقي 1 سم.

0.4 سم - 1 سم

3.2 سم - x

هذا يعني أن نصف قطر انحناء مسار الجسيمات هو

ص

ا

2. أكمل المهمة بالخيارات.

الخيار الأول: تم العثور على نسبة شحنة الجسيم III إلى كتلته (الشحنة المحددة للجسيم) بالصيغة: ، أين هي الشحنة المحددة للبروتون.

الخيار الثاني: من الصيغة: - أوجد كتلة الإلكترون. ترتبط طاقة الإلكترون بكتلته بالنسبة: .

الخيار الثالث: الزيادة النسبية في كتلة القناة تساوي نسبة طاقتها الحركية إلى طاقة الراحة هي الكتلة المتبقية للقناة.

أسئلة التحكم

1. كيف يتم توجيه ناقل الحث المغناطيسي بالنسبة لمستوى صورة مسارات الجسيمات؟

2. لماذا يختلف أنصاف أقطار الانحناء في أجزاء مختلفة من مسار الجسيم نفسه؟

3. ما هو مبدأ تشغيل الأجهزة لتسجيل الجسيمات الأولية؟

مراقبة العمل المستمر والمختبر الطيفي الخطي في الفيزياء الصف 11

ضوء النهار نرى الألوان الرئيسية للطيف المستمر الذي تم الحصول عليه بالترتيب التالي: البنفسجي ، الأزرق ، السماوي ، الأخضر ، الأصفر ، البرتقالي ، الأحمر. هذا الطيف مستمر. هذا يعني أن جميع الأطوال الموجية ممثلة في الطيف. وهكذا ، اكتشفنا أن الأطياف المستمرة تعطى بواسطة الأجسام في حالة صلبة أو سائلة ، وكذلك الغازات شديدة الضغط.

الهيدروجين نرى العديد من الخطوط الملونة مفصولة بخطوط عريضة داكنة. يعني وجود طيف خطي أن المادة تبعث ضوءًا بطول موجة محدد للغاية. طيف الهيدروجين: البنفسجي والأزرق والأخضر والبرتقالي. الخط البرتقالي للطيف هو الأكثر سطوعًا.

الخلاصة بناءً على تجربتنا ، يمكننا أن نستنتج أن أطياف الخطوط تعطي جميع المواد في حالة غازية. في هذه الحالة ، تصدر الذرات ضوءًا لا يتفاعل عمليًا مع بعضها البعض. تصدر الذرات المعزولة أطوال موجية محددة بدقة.

سمة: مراقبة الأطياف المستمرة والخطية.

الغرض من العمل:

ادوات:

• مولد "الطيف" ؛
• أنابيب طيفية مع الهيدروجين والكريبتون والهيليوم.
• مزود الطاقة؛
• توصيل الأسلاك
• مصباح ذو خيوط رأسية ؛
• مطياف.

تحميل:

معاينة:

عمل معمل رقم 8

سمة: مراقبة الأطياف المستمرة والخطية.

الغرض من العمل: لتسليط الضوء على السمات المميزة الرئيسية للأطياف المستمرة والخطية ، لتحديد المواد التي تم فحصها بواسطة أطياف الانبعاث.

ادوات:

• مولد "الطيف" ؛
• أنابيب طيفية مع الهيدروجين والكريبتون والهيليوم.
• مزود الطاقة؛
• توصيل الأسلاك
• مصباح ذو خيوط رأسية ؛
• مطياف.

تقدم

1. ضع المطياف أفقيا أمام العين. راقب ورسم الطيف المستمر.

2. حدد الألوان الأساسية للطيف المستمر الذي تم الحصول عليه وسجلها في التسلسل المرصود.

3. مراقبة الطيف الخطي للمواد المختلفة عن طريق فحص الأنابيب الطيفية المضيئة من خلال المطياف. ارسم الأطياف وسجل ألمع خطوط الأطياف.

4. وفقًا للجدول ، حدد المواد التي تنتمي إليها هذه الأطياف.

5. استنتاج.

6. أكمل المهام التالية:

1. توضح الأشكال A و B و C أطياف انبعاث الغازات A و B وخليط الغاز B. بناءً على تحليل هذه الأقسام الطيفية ، يمكننا القول أن خليط الغاز يحتوي على:

1. الغازات فقط A و B ؛
2. الغازات A و B وغيرها ؛
3. غاز A وغاز آخر غير معروف ؛
4. غاز B وغاز آخر غير معروف.

1. يوضح الشكل طيف الامتصاص لمزيج من أبخرة معادن غير معروفة. القاع - أطياف امتصاص أبخرة الليثيوم والسترونتيوم. ماذا يمكن أن يقال عن التركيب الكيميائي لخليط المعادن؟

1. يحتوي الخليط على الليثيوم والسترونشيوم وبعض العناصر الأخرى غير المعروفة ؛
2. يحتوي الخليط على الليثيوم وبعض العناصر الأخرى غير المعروفة ، لكنه لا يحتوي على السترونشيوم ؛
3. يحتوي الخليط على السترونتيوم وبعض العناصر الأخرى غير المعروفة ، لكنه لا يحتوي على الليثيوم ؛
4. لا يحتوي الخليط على الليثيوم ولا السترونشيوم.