Laboritöö nr 5

Eesmärk: jälgige (katseliselt) vajaliku varustusega pidevat spektrit, neooni, heeliumi või vesinikku.

Varustus: Projektsiooniaparaat, spektraaltorud vesiniku, neooni või heeliumiga, kõrgepinge induktiivpool, toiteplokk, statiiv, ühendusjuhtmed, kaldservadega klaasplaat.

Järeldus tehtud töö kohta: 1. Pidev spekter. Vaadates läbi plaadi projektsiooniaparaadi libiseva pilu kujutist, vaatlesime saadud pideva spektri põhivärve järgmises järjekorras: violetne, sinine, tsüaan, roheline, kollane, oranž, punane.

See spekter on pidev. See tähendab, et spektris on esindatud kõik lainepikkused. Seega oleme avastanud, et (nagu näitab kogemus) pideva spektri annavad tahkes või vedelas olekus kehad, aga ka tugevalt kokkusurutud gaasid. 2. Vesinik ja heelium. Kõik need spektrid on laiade tumedate ribadega eraldatud värviliste joonte palisaad. Joonspektri olemasolu tähendab, et aine kiirgab ainult väga kindla lainepikkusega valgust. Vesinik: violetne, sinine, roheline, punane. Heelium: sinine, roheline, kollane, punane. Seega oleme tõestanud, et joonspektrid annavad kõik ained aatom-gaasilises olekus. Sel juhul kiirgavad aatomid valgust, mis praktiliselt ei suhtle üksteisega. See on kõige põhilisem spektritüüp. Eraldatud aatomid kiirgavad rangelt määratletud lainepikkuseid.

Vastused turvaküsimustele

1. Millised ained annavad pideva spektri?

Kuumutatud kehad tahkes ja vedelas olekus, kõrge rõhu all olevad gaasid ja plasma.

2. Millised ained annavad joonspektri?

Need ained, millel on nõrk interaktsioon molekulide vahel, näiteks üsna haruldased gaasid. Samuti annavad joonspektri gaasilise aatomi olekus olevad ained.

3. Selgitage, miks erinevate gaaside joonspektrid erinevad.

Kuumutamisel laguneb osa gaasimolekule aatomiteks, eralduvad erineva energiaväärtusega kvantid, mis määrab värvi.

4. Miks on spektroskoopi kollimaatori ava kitsa pilu kujuline? Kas vaadeldava spektri välimus muutub, kui auk tehakse kolmnurga kujul?

Pildi loomiseks on auk kitsa pilu kujuline. Kui auk on kolmnurkne, muutub joone spekter kolmnurkseks ja häguseks.

Järeldused: pidevad spektrid annavad tahkeid või vedelaid kehasid, aga ka tugevalt kokkusurutud gaase. Joonspektrid annavad ained aatomgaasilises olekus.

Teema: "Pidevate ja joonspektrite vaatlemine"

Eesmärk:

hariv: jälgida pidevat ja joonspektrit;

professionaalne: saate teada, kuidas toidu luminestsentsanalüüsi tehakse.

Peab teadma: mõisted: spekter, spektraalanalüüs, luminestsents; spektrite tüübid, spektroskoopi seade;

suutma: eristada pidevat spektrit joonspektrist, jälgida emissioonispektreid prisma ja spektroskoopi abil;

Varustus: spektraallambid erinevate gaasidega; toiteplokk, seade spektraallampide süütamiseks; kaldservadega klaasplaat; spektroskoop, hõõglamp, luminofoorlamp.

Lühike teooria:

Kõik spektrid, nagu kogemus näitab, võib jagada kolme tüüpi.Pidevad spektrid annavad kehad tahkes või vedelas olekus, aga ka tugevalt kokkusurutud gaase. Spektris pole katkestusi, näha on ühtne mitmevärviline triip. Kõik lainepikkused on pidevas spektris esindatud erineva intensiivsusega. Pideva spektri saamiseks tuleb keha kuumutada kõrge temperatuurini. Joonspektrid näitavad kõiki aineid gaasilises aatomis. Igaüks neist on erineva heledusega värviliste joonte palisaad, mis on eraldatud laiade tumedate triipudega. Tavaliselt kasutatakse joonspektrite vaatlemiseks aine auru hõõgumist leegis või gaasilahenduse hõõgumist torus. Ribaspektrid loovad molekulid, mis ei ole omavahel seotud või on omavahel nõrgalt seotud. Triibuline spekter koosneb üksikutest ribadest, mis on eraldatud tumedate vahedega. Molekulaarspektrite, aga ka joonspektrite vaatlemiseks kasutatakse aurude ristlõiget leegis või gaaslahenduse ristlõiget.

Töökäsk:

1. Pideva (pideva) spektri vaatlemine:

a) päikeseline;

b) hõõglambist;

c) luminofoorlambist.

2. Jälgides joonspektreid, visandage põhijooned:

a) heelium – ta

b) vesinik - H

c) krüptoon - Kg

d) neoon – Ne

Põhilised ohutusreeglid:

1. Käsitsege klaasprismasid ettevaatlikult, ärge pillake neid maha.

2. Ärge puudutage spektraaltoru süüteseadet kätega (seal on kõrge pinge!).

Kontrollküsimused:

1) Mis on elektroluminestsentsi, katodoluminestsentsi põhjus?

2) Mis on spektraparaadi põhielement?

3) Kas joonspektri lainepikkused sõltuvad aatomite ergastamise viisist?

4) Milliseid toiminguid tuleb teha aine teraga, et spektraalanalüüsi abil välja selgitada selle keemiline koostis?

Laboritöö nr 9

Teema: "Laetud osakeste jälgede uurimine (valmis fotode põhjal)"

Eesmärk:

hariv: uurida laetud osakeste jälgi;

professionaalne: tutvuda toidu radioaktiivsuse määramise meetoditega.

Peab teadma: ioniseeriva kiirguse registreerimise peamised meetodid, kuidas jälje pikkus sõltub osakese energiast, jälje paksus sõltub osakese kiirusest;

suutma: määrata osakese erilaeng;

Varustus: valmisfotod radadest, jälituspaber, joonlaud.

Lühike teooria:

Wilsoni kaamera abil vaadeldakse ja pildistatakse liikuvate laetud osakeste jälgi (jälgi). Osakeste rada on mikroskoopiliste vee- või alkoholipiiskade ahel, mis moodustub nende vedelike üleküllastunud aurude kondenseerumisel ioonidele. Ioonid tekivad laetud osakese interaktsiooni tulemusena kambris olevate aurude ja gaaside aatomite ja molekulidega.

Kui kõik muud asjad on samad, on rada paksem suurema laenguga osakese jaoks. Näiteks samade kiiruste korral on a-osakese jälg paksem kui prootoni ja elektroni jälg.

Kui osakestel on ühesugused laengud, siis väiksema kiirusega on rada paksem, see liigub aeglasemalt. Seega on ilmne, et liikumise lõpuks on osakese jälg paksem kui alguses, kuna osakese kiirus väheneb energiakadude tõttu keskkonna aatomite ioniseerimiseks.

Kui Wilsoni kamber asetada magnetvälja, siis selles liikuvatele laetud osakestele mõjub Lorentzi jõud, mis on (juhul, kui osakeste kiirus on jõujoontega risti):,

kus Ze = q on osakeste laeng, V on kiirus ja B on magnetiline induktsioon. Vasaku käe reegel võimaldab meil näidata, et Lorentzi jõud on alati suunatud osakeste kiirusega risti ja on seega tsentripetaalne jõud: ,

kus m on osakese mass, R on selle raja kõverusraadius. Siit .

Kui osakese kiirus on palju väiksem kui valguse kiirus (st osake ei ole relativistlik), on selle kineetilise energia väärtuse ja kõverusraadiuse suhe:

.

1. Rööbastee kõverusraadius sõltub osakese massist, kiirusest ja laengust. Raadius on seda väiksem (st seda suurem on osakese kõrvalekalle sirgjoonelisest liikumisest), seda väiksem on osakese mass ja kiirus ning seda suurem on selle laeng. Näiteks samas magnetväljas samade algkiiruste juures on elektroni läbipaine suurem kui prootoni läbipaine ja fotol on näha, et elektroni jälg on väiksema raadiusega ring. kui prootoni raja raadius. Kiire elektron paindub vähem kui aeglane. Heeliumi aatom, millel puudub üks elektron (He + ioon), paindub nõrgemini kui a-osake, kuna sama massi korral on a-osakese laeng suurem kui üksikult ioniseeritud heeliumi aatomi laeng. Osakese energia ja raja kõverusraadiuse vahelisest seosest on näha, et kõrvalekalle sirgjoonelisest liikumisest on suurem juhul, kui osakese energia on väiksem.

2. Kuna osakese kiirus oma tee lõpu poole väheneb, siis väheneb ka raja kõverusraadius (suurneb kõrvalekalle sirgjoonelisest liikumisest). Kumerusraadiust muutes saab määrata osakese liikumissuuna – selle liikumise alguse, kus raja kõverus on väiksem.

3. Olles mõõtnud raja kõverusraadiuse ja teades mõningaid muid väärtusi, on võimalik arvutada selle laengu ja massi suhe osakese kohta. See suhe on osakese kõige olulisem omadus ja võimaldab teil kindlaks teha, mis tüüpi osake see on, või, nagu öeldakse, osakest "identifitseerida", st. tuvastab oma identiteedi (identifitseerimise, sarnasuse) teadaoleva osakesega.

Magnetvälja induktsioonivektori suuna määramiseks peate kasutama vasaku käe reeglit: asetage neli väljasirutatud sõrme prootoni liikumissuunas ja painutatud pöial raja kõverusraadiuse suunas ( mida mööda on suunatud Lorentzi jõud). Peopesa asendi järgi, kuhu jõujooned peaksid sisenema, leiame nende suuna, st. magnetilise induktsiooni vektori suund.

Töökäsk:

1. Määrake raja kõverusraadius.

Osakeste raja kõverusraadius määratakse järgmiselt. Asetage foto peale läbipaistev paber ja kandke rada sellele. Joonistage kaks kõõlut, nagu joonisel näidatud, ja taastage nende keskpunktides ristid. Perpendikulaaride ristumiskohas asub ringi keskpunkt, selle raja kõverusraadius. Näiteks fotol on kõverusraadius 3,2 cm ja 0,4 cm pikkune segment teie joonisel vastab tegelikule pikkusele 1 cm.

0,4 cm - 1 cm

3,2 cm - x

See tähendab, et osakeste raja kõverusraadius on

R

O

2. Täitke ülesanne valikute kaupa.

Variant I: III osakese laengu ja selle massi (osakese erilaeng) suhe leitakse valemiga: , kus on prootoni erilaeng.

II variant: valemist: - leida elektroni mass. Elektroni energia on seotud tema massiga suhtega: .

Valik III: kanali massi suhteline suurenemine on võrdne selle kineetilise energia suhtega ülejäänud energiasse on kanali ülejäänud mass.

Kontrollküsimused

1. Kuidas on magnetinduktsiooni vektor suunatud osakeste jälgede foto tasapinna suhtes?

2. Miks on sama osakese raja eri osades kõverusraadiused erinevad?

3. Milline on elementaarosakeste registreerimisseadmete tööpõhimõte?

PIDEV- JA LINEAARSETE SPEKTRI VAATLUS Laboratoorsed tööd füüsikas 11. klass

PÄEVAVALGUS Saadud pideva spektri põhivärve näeme järgmises järjekorras: violetne, sinine, tsüaan, roheline, kollane, oranž, punane. See spekter on pidev. See tähendab, et spektris on esindatud kõik lainepikkused. Nii saime teada, et pidevaid spektreid annavad tahkes või vedelas olekus kehad, aga ka tugevalt kokkusurutud gaasid.

VESINIK Näeme palju värvilisi jooni, mida eraldavad laiad tumedad triibud. Joonspektri olemasolu tähendab, et aine kiirgab ainult väga kindla lainepikkusega valgust. Vesiniku spekter: violetne, sinine, roheline, oranž. Spektri oranž joon on kõige heledam.

KOKKUVÕTE Kogemuste põhjal võime järeldada, et joonspektrid annavad kõik ained gaasilises olekus. Sel juhul kiirgavad aatomid valgust, mis praktiliselt ei suhtle üksteisega. Eraldatud aatomid kiirgavad rangelt määratletud lainepikkuseid.

Teema: Pidevate ja joonspektrite vaatlemine.

Eesmärk:

Varustus:

• generaator "Spectrum";
• spektraaltorud vesinikuga, krüptooniga, heeliumiga;
• jõuallikas;
• ühendusjuhtmed;
• vertikaalse hõõgniidiga lamp;
• spektroskoop.

Lae alla:

Eelvaade:

Laboritöö nr 8

Teema: Pidevate ja joonspektrite vaatlemine.

Eesmärk: tuua välja pideva ja joonspektri peamised eristavad tunnused, määrata uuritavad ained emissioonispektrite järgi.

Varustus:

• generaator "Spectrum";
• spektraaltorud vesinikuga, krüptooniga, heeliumiga;
• jõuallikas;
• ühendusjuhtmed;
• vertikaalse hõõgniidiga lamp;
• spektroskoop.

Edusammud

1. Asetage spektroskoop horisontaalselt silma ette. Jälgige ja visandage pidev spekter.

2. Valige saadud pideva spektri põhivärvid ja registreerige need vaadeldavas järjestuses.

3. Vaadelge erinevate ainete joonspektreid, uurides läbi spektroskoopi valgusspektri torusid. Visandage spektrid ja registreerige spektrite heledamad jooned.

4. Tabeli järgi määrake, millistele ainetele need spektrid kuuluvad.

5. Tee järeldus.

6. Täitke järgmised ülesanded.

1. Joonistel A, B, C on kujutatud gaaside A ja B ning gaasisegu B emissioonispektrid. Nende spektrilõikude analüüsi põhjal võime öelda, et gaasisegu sisaldab:

1. ainult gaasid A ja B;
2. gaasid A, B ja teised;
3. gaas A ja teine ​​tundmatu gaas;
4. gaas B ja teine ​​tundmatu gaas.

1. Joonisel on kujutatud tundmatute metallide aurude segu neeldumisspekter. Alumine - liitiumi ja strontsiumi aurude neeldumisspektrid. Mida saab öelda metallide segu keemilise koostise kohta?

1. segu sisaldab liitiumi, strontsiumi ja mõnda muud tundmatut elementi;
2. segu sisaldab liitiumi ja mõnda muud tundmatut elementi, kuid ei sisalda strontsiumi;
3. segu sisaldab strontsiumi ja mõningaid muid tundmatuid elemente, kuid ei sisalda liitiumi;
4. segu ei sisalda liitiumi ega strontsiumi.