Laboratóriumi munka №5

A munka célja: használva szükséges felszerelést megfigyelni (kísérletileg) folytonos spektrumot, neont, héliumot vagy hidrogént.

Felszerelés: Vetítőkészülékek, spektrumcsövek hidrogénnel, neonnal vagy héliummal, nagyfeszültségű induktor, áramforrás, állvány, összekötő vezetékek, ferde élű üveglap.

Következtetés az elvégzett munkáról: 1. Folyamatos spektrum. Tekintetünket a lemezen keresztül a vetítőkészülék csúszó résének képére irányítva a létrejövő folytonos spektrum elsődleges színeit figyeltük meg a következő sorrendben: lila, kék, cián, zöld, sárga, narancs, piros.

Ez a spektrum folyamatos. Ez azt jelenti, hogy a spektrum minden hullámhosszú hullámot tartalmaz. Így azt találtuk, hogy (a tapasztalatok szerint) folytonos spektrumot szilárd vagy folyékony halmazállapotú testek, valamint erősen sűrített gázok állítanak elő. 2. Hidrogén és hélium. Ezen spektrumok mindegyike színes vonalak palánkja, amelyeket széles, sötét csíkok választanak el. A vonalspektrum jelenléte azt jelenti, hogy egy anyag csak nagyon meghatározott hullámhosszon bocsát ki fényt. Hidrogén: lila, kék, zöld, piros. Hélium: kék, zöld, sárga, piros. Így bebizonyítottuk, hogy a vonalspektrumok minden atomi gáz halmazállapotú anyagot adnak. Ebben az esetben a fényt olyan atomok bocsátják ki, amelyek gyakorlatilag nem lépnek kölcsönhatásba egymással. Ez a legtöbb alapvető típus spektrumok. Az izolált atomok szigorúan meghatározott hullámhosszakat bocsátanak ki.

Válaszok a biztonsági kérdésekre

1. Milyen anyagok adnak folytonos spektrumot?

Fűtött testek szilárd és folyékony halmazállapotban, gázok at magas vérnyomásés plazma.

2. Milyen anyagok adnak vonalspektrumot?

Azok az anyagok, amelyeknek gyenge kölcsönhatása van a molekulák között, például meglehetősen ritka gázok. Ezenkívül vonalspektrumot állítanak elő a gáz halmazállapotú atomi állapotú anyagok.

3. Magyarázza meg, miért tér el a különböző gázok vonalspektruma!

Hevítéskor egyes gázmolekulák atomokra bomlanak, és kvantumokat bocsátanak ki különböző jelentések energia, ami meghatározza a színt.

4. Miért van a spektroszkóp kollimátor furata keskeny rés alakú? Megváltozik-e a megfigyelt spektrum megjelenése, ha a lyuk háromszög alakú?

A lyuk keskeny rés alakú, hogy képet készítsen. Ha a lyukat háromszög alakúra alakítják, a vonal spektruma háromszögletűvé és elmosódottá válik.

Következtetések: A folytonos spektrumot szilárd vagy folyékony halmazállapotú testek, valamint erősen sűrített gázok adják. A vonalspektrumok atomi gáz halmazállapotú anyagokat adnak meg.

Téma: Folyamatos és vonalas spektrumok megfigyelése

A munka célja:

nevelési: folytonos és vonalas spektrumok megfigyelése;

szakmai: megtudhatja, hogyan történik az élelmiszertermékek lumineszcens elemzése.

Muszáj tudni: fogalmak: spektrum, spektrális elemzés, lumineszcencia; spektrumok típusai, spektroszkóp tervezés;

képesnek lenni: megkülönböztetni a folytonos spektrumot a vonalspektrumtól, megfigyelni az emissziós spektrumokat prizma és spektroszkóp segítségével;

Felszerelés: spektrumcsövek különböző gázokkal; tápegység, spektrumcsövek gyújtókészüléke; üveglap ferde élekkel; spektroszkóp, izzólámpa, fénycső.

Rövid elmélet:

Valamennyi spektrum, amint azt a tapasztalat mutatja, három típusra osztható.A folyamatos spektrumot szilárd vagy folyékony halmazállapotú testek, valamint erősen sűrített gázok adják. A spektrumban nincsenek törések, folyamatos, többszínű csík látható. A folytonos spektrumban minden hullámhossz változó intenzitással van ábrázolva. A folyamatos spektrum eléréséhez fel kell melegíteni a testet magas hőmérsékletű. A vonalspektrumok minden gáz halmazállapotú anyagot adnak meg. Mindegyik változatos fényerejű színes vonalak palánkja, amelyeket széles, sötét csíkok választanak el egymástól. A vonalspektrumok megfigyeléséhez általában egy lángban lévő anyag gőzének izzását vagy egy csőben lévő gázkisülés izzását használják. A sávos spektrumokat olyan molekulák hozzák létre, amelyek nem vagy gyengén kötődnek egymáshoz. A sávos spektrum különálló sávokból áll, amelyeket sötét terek választanak el. A molekulaspektrumok, valamint a vonalspektrumok megfigyeléséhez a lángban lévő gőz keresztmetszetét vagy a gázkisülés keresztmetszetét használják.

Munkarend:

1. Folyamatos (folyamatos) spektrum megfigyelése:

a) napos;

b) izzólámpából;

c) fénycsőből.

2. Vonalspektrumok megfigyelése, vázolja fel a fő vonalakat:

a) hélium – Nem

b) hidrogén – H

c) kripton – Kg

d) neon – Ne

Alapvető biztonsági szabályok:

1. Óvatosan kezelje az üvegprizmákat, és ne engedje leesni.

2. Ne érintse meg kézzel a spektrumcsövek begyújtására szolgáló eszközt (nagy feszültség van!).

Ellenőrző kérdések:

1) Mi az oka az elektrolumineszcencia, katódlumineszcencia kialakulásának?

2) Mi a spektrális apparátus fő eleme?

3) Függnek-e a vonalspektrum hullámhosszai az atomok gerjesztésének módjától?

4) Milyen műveleteket kell elvégezni egy anyag szemcséjével, hogy spektrális elemzéssel megtudjuk annak kémiai összetételét?

9. sz. laboratóriumi munka

Téma: "Töltött részecskék nyomainak tanulmányozása (kész fényképek segítségével)"

A munka célja:

nevelési: tanulmányozza a töltött részecskék nyomait;

szakmai: ismerkedjen meg az élelmiszerek radioaktivitásának meghatározására szolgáló módszerekkel.

Muszáj tudni: alapvető regisztrációs módszerek ionizáló sugárzás hogyan függ a pálya hossza a részecske energiájától, a pálya vastagsága a részecske sebességétől;

képesnek lenni: meghatározza egy részecske fajlagos töltését;

Felszerelés: kész fényképek a pályákról, pauszpapír, vonalzó.

Rövid elmélet:

Felhőkamra segítségével a mozgó töltött részecskék nyomait (nyomait) megfigyelik és lefényképezik. A részecskepálya mikroszkopikus méretű víz- vagy alkoholcseppek lánca, amely e folyadékok túltelített gőzeinek ionokon történő kondenzációja következtében keletkezik. Az ionok egy töltött részecske és a kamrában elhelyezkedő gőzök és gázok atomjaival és molekuláival való kölcsönhatása eredményeként jönnek létre.

Más azonos körülmények között a pálya vastagabb a nagyobb töltésű részecske számára. Például azonos sebesség mellett egy alfa-részecske nyomvonala vastagabb, mint egy proton és egy elektron nyomvonala.

Ha a részecskék azonos töltésűek, akkor a kisebb sebességű és lassabban haladó pálya vastagabb. Innentől nyilvánvaló, hogy a mozgás végére a részecskepálya vastagabb, mint az elején, mivel a közeg atomjainak ionizációja miatti energiaveszteség miatt a részecskesebesség csökken.

Ha egy felhőkamrát mágneses térbe helyezünk, akkor a benne mozgó töltött részecskékre a Lorentz-erő hat, amely egyenlő (abban az esetben, ha a részecskesebesség merőleges az erővonalra):

ahol Ze = q a részecsketöltés, V a sebesség és B az indukció mágneses mező. A bal oldali szabály lehetővé teszi, hogy megmutassuk, hogy a Lorentz-erő mindig merőleges a részecskesebességre, és ezért centripetális erő: ,

ahol m a részecske tömege, R a nyomvonalának görbületi sugara. Innen .

Ha egy részecske sebessége sokkal kisebb, mint a fénysebesség (azaz a részecske nem relativisztikus), akkor a mozgási energiája és a görbületi sugara közötti összefüggés a következő lesz:

.

1. A pálya görbületi sugara a részecske tömegétől, sebességétől és töltésétől függ. Minél kisebb a sugár (azaz minél nagyobb a részecske eltérése az egyenes vonalú mozgástól), annál kisebb a részecske tömege és sebessége, és annál nagyobb a töltése. Például ugyanabban a mágneses térben azonos kezdeti sebesség mellett egy elektron elhajlása nagyobb lesz, mint egy proton elhajlása, és a fénykép azt mutatja, hogy az elektronpálya egy kör, amelynek sugara kisebb, mint a proton pálya. Egy gyors elektron kevésbé térül el, mint egy lassú. Az egy elektront hiányzó héliumatom (He+ ion) gyengébb eltérést mutat, mint egy a-részecske, mivel azonos tömegeknél az a-részecske töltése nagyobb, mint egy egyszeresen ionizált héliumatomé. A részecskeenergia és a pálya görbületi sugara közötti összefüggésből jól látható, hogy az egyenes vonalú mozgástól való eltérés nagyobb abban az esetben, ha a részecske energiája kisebb.

2. Mivel a részecske sebessége futása vége felé csökken, a pálya görbületi sugara is csökken (növekszik az egyenes vonalú mozgástól való eltérés). A görbületi sugár megváltoztatásával meghatározhatja a részecske mozgásának irányát - mozgásának kezdetét, ahol a pálya görbülete kisebb.

3. A pálya görbületi sugarának mérése és néhány egyéb mennyiség ismeretében kiszámíthatjuk a részecske töltésének tömegarányát. Ez a hozzáállás szolgálja legfontosabb jellemzője részecskék, és lehetővé teszi annak meghatározását, hogy milyen részecskéről van szó, vagy ahogy mondani szokás, „azonosítani” a részecskét, pl. megállapítja az azonosságát (azonosítást, hasonlóságot) egy ismert részecskével.

A mágneses tér indukciós vektorának irányának meghatározásához a bal kéz szabályát kell használni: helyezze négy kinyújtott ujját a proton mozgásának irányába, és a hajlított ujját hüvelykujj– a pálya görbületi sugarának irányába (a Lorentz-erő erre irányul). A tenyér helyzete alapján, amelybe az erővonalaknak be kell lépniük, megkeressük az irányukat, azaz. a mágneses tér indukciós vektorának iránya.

Munkarend:

1. Határozza meg a pálya görbületi sugarát!

A részecskepálya görbületi sugarát a következőképpen határozzuk meg. Helyezzen egy átlátszó papírt a fényképre, és helyezze át rá a sávot. Rajzoljon két húrt az ábrán látható módon, és állítsa vissza a merőlegeseket ezekre a húrokra a felezőpontjukon. A merőlegesek metszéspontjában található a kör középpontja, a pálya görbületi sugara. Például a fénykép görbületi sugara 3,2 cm, és egy 0,4 cm-es szegmens a rajzon 1 cm-es valódi hossznak felel meg.

0,4-1 cm

3,2 cm – x

Ez azt jelenti, hogy a részecskepálya görbületi sugara egyenlő

R

O

2. Fejezze be a feladatot a lehetőségek segítségével.

I. lehetőség: A III-as részecske töltésének tömegéhez (a részecske fajlagos töltéséhez) viszonyított arányát a következő képlet határozza meg: , Ahol - egy proton fajlagos töltése.

II. lehetőség: A képletből: - keresse meg az elektron tömegét. Az elektron energiája a tömegével függ össze: .

III. lehetőség: A csatorna tömegének relatív növekedése egyenlő a mozgási energiájának a nyugalmi energiához viszonyított arányával - a csatorna nyugalmi tömege.

Ellenőrző kérdések

1. Milyen iránya van a mágneses indukciós vektornak a részecskenyomok fényképének síkjához képest?

2. Miért vannak a görbületi sugarak különböző területeken Különbözőek-e ugyanazon részecske nyomai?

3. Mi az elemi részecskék rögzítésére szolgáló eszközök működési elve?

FOLYAMATOS ÉS VONALSPEKTRÁK MEGFIGYELÉSE Fizikai laboratóriumi munka, 11. évfolyam

NAPPALI Fény A létrejövő folytonos spektrum alapszíneit a következő sorrendben látjuk: ibolya, kék, cián, zöld, sárga, narancs, piros. Ez a spektrum folyamatos. Ez azt jelenti, hogy a spektrum minden hullámhosszú hullámot tartalmaz. Így azt találtuk, hogy a folytonos spektrumot szilárd vagy folyékony halmazállapotú testek, valamint erősen sűrített gázok állítják elő.

HIDROGÉN Sok színes vonalat látunk, amelyeket széles sötét csíkok választanak el egymástól. A vonalspektrum jelenléte azt jelenti, hogy egy anyag csak nagyon meghatározott hullámhosszon bocsát ki fényt. Hidrogén spektrum: ibolya, kék, zöld, narancs. A spektrum narancssárga vonala a legfényesebb.

KÖVETKEZTETÉS Tapasztalataink alapján megállapíthatjuk, hogy a vonalspektrumok minden anyagot gáz halmazállapotban mutatnak. Ebben az esetben a fényt olyan atomok bocsátják ki, amelyek gyakorlatilag nem lépnek kölcsönhatásba egymással. Az izolált atomok szigorúan meghatározott hullámhosszakat bocsátanak ki.

Tantárgy: Folytonos és vonalas spektrumok megfigyelése.

A munka célja:

Felszerelés:

• "Spectrum" generátor;
• spektrumcsövek hidrogénnel, kriptonnal, héliummal;
• tápegység;
• összekötő vezetékek;
• függőleges izzószálas lámpa;
• spektroszkóp.

Letöltés:

Előnézet:

8. sz. laboratóriumi munka

Tantárgy: Folytonos és vonalas spektrumok megfigyelése.

A munka célja: emelje ki a fő jellemzők folytonos és vonalspektrumok, az emissziós spektrumokból határozzák meg a vizsgált anyagokat.

Felszerelés:

• "Spectrum" generátor;
• spektrumcsövek hidrogénnel, kriptonnal, héliummal;
• tápegység;
• összekötő vezetékek;
• függőleges izzószálas lámpa;
• spektroszkóp.

Előrehalad

1. Helyezze a spektroszkópot vízszintesen a szeme elé. Figyelj meg és vázolj fel egy folytonos spektrumot.

2. Határozza meg a kapott folytonos spektrum elsődleges színeit, és írja le azokat a megfigyelt sorozatba!

3. Különböző anyagok vonalspektrumainak megfigyelése fényes spektrumcsövek spektroszkóppal történő vizsgálatával. Rajzolja fel a spektrumokat, és rögzítse a spektrum legfényesebb vonalait.

4. A táblázat segítségével határozza meg, hogy ezek a spektrumok mely anyagokhoz tartoznak!

5. Vonja le a következtetést.

6. Végezze el a következő feladatokat:

1. Az A, B, C ábrák az A és B gázok, valamint a B gázkeverék emissziós spektrumát mutatják. A spektrum ezen szakaszainak elemzése alapján elmondható, hogy a gázelegy tartalmaz:

1. csak az A és B gázok;
2. A, B és mások gázok;
3. A gáz és más ismeretlen gáz;
4. gáz B és egy másik ismeretlen gáz.

1. Az ábra ismeretlen fémek gőzei keverékének abszorpciós spektrumát mutatja. Az alábbiakban a lítium és a stroncium gőzeinek abszorpciós spektruma látható. Mit is mondhatnánk róla kémiai összetétel fémek keverékei?

1. a keverék lítiumot, stronciumot és néhány más ismeretlen elemet tartalmaz;
2. a keverék lítiumot és néhány más ismeretlen elemet tartalmaz, de nem tartalmaz stronciumot;
3. a keverék stronciumot és néhány más ismeretlen elemet tartalmaz, de nem tartalmaz lítiumot;
4. a keverék nem tartalmaz sem lítiumot, sem stronciumot.