Laboratoriniai darbai №5

Darbo tikslas: naudojant reikalinga įranga stebėti (eksperimentiškai) ištisinį spektrą, neoną, helią ar vandenilį.

Įranga: Projekciniai aparatai, spektriniai vamzdeliai su vandeniliu, neonu arba heliu, aukštos įtampos induktorius, maitinimo šaltinis, trikojis, jungiamieji laidai, stiklo plokštė nuožulniais kraštais.

Išvada apie atliktą darbą: 1. Nepertraukiamas spektras. Nukreipdami žvilgsnį per plokštę į projekcinio aparato slankiojančio plyšio vaizdą, pamatėme gauto ištisinio spektro pagrindines spalvas tokia tvarka: violetinė, mėlyna, žalsvai mėlyna, žalia, geltona, oranžinė, raudona.

Šis spektras yra ištisinis. Tai reiškia, kad spektre yra visų bangų ilgių bangos. Taigi, mes nustatėme, kad (kaip rodo patirtis) ištisinius spektrus sukuria kietos arba skystos būsenos kūnai, taip pat labai suslėgtos dujos. 2. Vandenilis ir helis. Kiekvienas iš šių spektrų yra spalvotų linijų palisadė, atskirta plačiomis tamsiomis juostelėmis. Linijinio spektro buvimas reiškia, kad medžiaga skleidžia šviesą tik tam tikru bangos ilgiu. Vandenilis: violetinė, mėlyna, žalia, raudona. Helis: mėlyna, žalia, geltona, raudona. Taigi, mes įrodėme, kad linijų spektrai suteikia visas medžiagas, esančias atominėje dujinėje būsenoje. Šiuo atveju šviesą skleidžia atomai, kurie tarpusavyje praktiškai nesąveikauja. Tai yra labiausiai fundamentalus tipas spektrai. Izoliuoti atomai skleidžia griežtai apibrėžtus bangos ilgius.

Atsakymai į saugumo klausimus

1. Kokios medžiagos suteikia nenutrūkstamą spektrą?

Kaitinami kūnai kietoje ir skystoje būsenoje, dujos ties aukštas kraujo spaudimas ir plazma.

2. Kokios medžiagos suteikia linijinį spektrą?

Tos medžiagos, kurios turi silpną sąveiką tarp molekulių, pavyzdžiui, gana retos dujos. Taip pat linijinį spektrą sukuria dujinės atominės būsenos medžiagos.

3. Paaiškinkite, kodėl skirtingų dujų linijų spektrai skiriasi.

Kai kurios dujų molekulės kaitinamos suyra į atomus ir kartu išsiskiria kvantai skirtingos reikšmės energijos, kuri lemia spalvą.

4. Kodėl spektroskopo kolimatoriaus anga yra siauro plyšio formos? Ar pasikeis stebimo spektro išvaizda, jei skylė bus padaryta trikampio formos?

Skylė yra siauro plyšio formos, kad būtų sukurtas vaizdas. Jei skylė bus trikampė, linijos spektras taps trikampis ir neryškus.

Išvados: Ištisinius spektrus duoda kietos arba skystos būsenos kūnai, taip pat labai suslėgtos dujos. Linijiniai spektrai suteikia medžiagas, kurios yra atominės dujinės būsenos.

Tema: „Tęstinių ir linijinių spektrų stebėjimas“

Darbo tikslas:

edukacinis: stebėti ištisinius ir tiesinius spektrus;

profesionalas: sužinoti, kaip atliekama maisto produktų liuminescencinė analizė.

Turi žinoti: sąvokos: spektras, spektrinė analizė, liuminescencija; spektrų tipai, spektroskopo konstrukcija;

galėti: atskirti ištisinį spektrą nuo linijinio, stebėti emisijos spektrus naudojant prizmę ir spektroskopą;

Įranga: spektriniai vamzdeliai su skirtingomis dujomis; maitinimo šaltinis, prietaisas spektriniams vamzdeliams uždegti; stiklo plokštė su nuožulniais kraštais; spektroskopas, kaitrinė lempa, fluorescencinė lempa.

Trumpa teorija:

Visus spektrus, kaip rodo patirtis, galima suskirstyti į tris tipus.. Nenutrūkstamus spektrus duoda kietos arba skystos būsenos kūnai, taip pat labai suslėgtos dujos. Spektro lūžių nėra, matosi ištisinė įvairiaspalvė juostelė. Ištisiniame spektre visi bangos ilgiai vaizduojami skirtingu intensyvumu. Norint gauti nuolatinį spektrą, reikia šildyti kūną iki aukštos temperatūros. Linijiniai spektrai pateikia visas medžiagas, esančias dujinėje atominėje būsenoje. Kiekvienas iš jų yra įvairaus ryškumo spalvotų linijų, atskirtų plačiomis tamsiomis juostelėmis, palisadė. Paprastai linijiniams spektrams stebėti naudojamas medžiagos garų švytėjimas liepsnoje arba dujų išlydžio švytėjimas vamzdyje. Juostinius spektrus sukuria nesurištos arba prastai viena su kita surištos molekulės. Juostinis spektras susideda iš atskirų juostų, atskirtų tamsiomis erdvėmis. Molekuliniams spektrams, taip pat linijiniams spektrams stebėti, naudojamas garų skerspjūvis liepsnoje arba dujų išlydžio skerspjūvis.

Darbo tvarka:

1. Nepertraukiamo (nepertraukiamo) spektro stebėjimas:

a) saulėta;

b) iš kaitrinės lempos;

c) iš fluorescencinės lempos.

2. Linijų spektrų stebėjimas, nubraižykite pagrindines linijas:

a) helis – ne

b) vandenilis – H

c) kriptonas – Kg

d) neoninė – Ne

Pagrindinės saugos taisyklės:

1. Atsargiai elkitės su stiklinėmis prizmėmis ir neleiskite joms nukristi.

2. Nelieskite spektrinių vamzdelių uždegimo prietaiso rankomis (yra aukšta įtampa!).

Kontroliniai klausimai:

1) Kokia yra elektroliuminescencijos, katodoliuminescencijos priežastis?

2) Koks yra pagrindinis spektrinio aparato elementas?

3) Ar linijų spektro bangos ilgiai priklauso nuo atomų sužadinimo būdo?

4) Kokias operacijas reikia atlikti su medžiagos grūdeliu, norint sužinoti jo cheminę sudėtį naudojant spektrinę analizę?

Laboratorinis darbas Nr.9

Tema: „Įkrautų dalelių pėdsakų tyrimas (naudojant paruoštas nuotraukas)“

Darbo tikslas:

edukacinis: tyrinėti įkrautų dalelių pėdsakus;

profesionalas: susipažinti su maisto produktų radioaktyvumo nustatymo metodais.

Turi žinoti: pagrindiniai registracijos būdai jonizuojanti radiacija kaip takelio ilgis priklauso nuo dalelės energijos, takelio storis nuo dalelės greičio;

galėti: nustatyti specifinį dalelės krūvį;

Įranga: paruoštos takelių nuotraukos, atsekamasis popierius, liniuotė.

Trumpa teorija:

Naudojant debesų kamerą, stebimi ir fotografuojami judančių įkrautų dalelių pėdsakai (pėdsakai). Dalelių takelis – tai mikroskopinių vandens arba alkoholio lašelių grandinė, susidaranti dėl persotintų šių skysčių garų kondensacijos ant jonų. Jonai susidaro dėl įkrautos dalelės sąveikos su garų ir dujų atomais ir molekulėmis, esančiomis kameroje.

Esant kitoms identiškoms sąlygoms, takelis yra storesnis dalelei, kuri turi didesnį krūvį. Pavyzdžiui, esant tokiam pačiam greičiui, alfa dalelės pėdsakas yra storesnis nei protono ir elektrono pėdsakas.

Jei dalelės turi vienodus krūvius, tai ta, kurios greitis yra mažesnis ir juda lėčiau, yra storesnis. Iš čia akivaizdu, kad judėjimo pabaigoje dalelių takelis yra storesnis nei pradžioje, nes dalelių greitis mažėja dėl energijos praradimo dėl terpės atomų jonizacijos.

Jei debesų kamera yra magnetiniame lauke, tada joje judančias įkrautas daleles veikia Lorenco jėga, kuri yra lygi (tuo atveju, kai dalelių greitis yra statmenas lauko linijoms):

kur Ze = q – dalelių krūvis, V – greitis ir B – indukcija magnetinis laukas. Kairės rankos taisyklė leidžia parodyti, kad Lorenco jėga visada nukreipta statmenai dalelių greičiui ir todėl yra įcentrinė jėga: ,

kur m yra dalelės masė, R yra jos trajektorijos kreivio spindulys. Iš čia .

Jei dalelės greitis yra daug mažesnis už šviesos greitį (t. y. dalelė nėra reliatyvi), tada jos kinetinės energijos vertės ir kreivio spindulio ryšys bus toks:

.

1. Tako kreivumo spindulys priklauso nuo dalelės masės, greičio ir krūvio. Kuo mažesnis spindulys (t.y. kuo didesnis dalelės nuokrypis nuo tiesinio judėjimo), tuo mažesnė dalelės masė ir greitis bei didesnis jos krūvis. Pavyzdžiui, tame pačiame magnetiniame lauke, esant tokiems pat pradiniams greičiams, elektrono deformacija bus didesnė nei protono deformacija, o nuotrauka parodys, kad elektronų takelis yra apskritimas, kurio spindulys yra mažesnis nei jo spindulys. protonų takelis. Greitas elektronas nukrypsta mažiau nei lėtas. Helio atomas, kuriam trūksta vieno elektrono (He+ jono), nukryps silpniau nei a-dalelė, nes esant toms pačioms masėms a-dalelės krūvis yra didesnis už pavieniui jonizuoto helio atomo krūvį. Iš dalelių energijos ir takelio kreivio spindulio ryšio matyti, kad nuokrypis nuo tiesinio judėjimo yra didesnis tuo atveju, kai dalelės energija mažesnė.

2. Kadangi dalelės greitis mažėja artėjant jos važiavimo pabaigai, mažėja ir takelio kreivumo spindulys (didėja nuokrypis nuo judėjimo tiesia linija). Keičiant kreivumo spindulį, galima nustatyti dalelės judėjimo kryptį – jos judėjimo pradžią ten, kur takelio kreivumas mažesnis.

3. Išmatavę takelio kreivumo spindulį ir žinodami kai kuriuos kitus dydžius, galime apskaičiuoti jo krūvio ir masės santykį dalelei. Toks požiūris pasitarnauja svarbiausia savybė daleles ir leidžia nustatyti, kokia tai dalelė, arba, kaip sakoma, „identifikuoti“ dalelę, t.y. nustatys savo tapatybę (identifikaciją, panašumą) su žinoma dalele.

Norėdami nustatyti magnetinio lauko indukcijos vektoriaus kryptį, turite naudoti kairiosios rankos taisyklę: keturis ištiestus pirštus padėkite protonų judėjimo kryptimi, o sulenktą. nykštys– takelio kreivumo spindulio kryptimi (išilgai jo nukreipta Lorenco jėga). Pagal delno padėtį, į kurią turėtų įeiti jėgos linijos, randame jų kryptį, t.y. magnetinio lauko indukcijos vektoriaus kryptis.

Darbo tvarka:

1. Nustatykite takelio kreivumo spindulį.

Dalelių takelio kreivumo spindulys nustatomas taip. Ant nuotraukos uždėkite skaidraus popieriaus lapą ir perkelkite į ją takelį. Nubrėžkite dvi stygas, kaip parodyta paveikslėlyje, ir atstatykite šių stygų statmenus jų vidurio taškuose. Statmenų sankirtoje yra apskritimo centras, jo trasos kreivio spindulys. Pavyzdžiui, nuotraukos kreivio spindulys yra 3,2 cm, o 0,4 cm segmentas jūsų piešinyje atitinka tikrąjį 1 cm ilgį.

0,4 cm – 1 cm

3,2 cm – x

Tai reiškia, kad dalelių takelio kreivio spindulys yra lygus

R

O

2. Atlikite užduotį naudodami parinktis.

I variantas: III dalelės krūvio ir jos masės santykis (dalelės specifinis krūvis) randamas pagal formulę: , Kur - specifinis protono krūvis.

II variantas: pagal formulę: - rasti elektrono masę. Elektrono energija yra susijusi su jo mase taip: .

III variantas: santykinis kanalo masės padidėjimas yra lygus jo kinetinės energijos ir ramybės energijos santykiui - ortakio ramybės masė.

Kontroliniai klausimai

1. Kokia magnetinės indukcijos vektoriaus kryptis dalelių pėdsakų nuotraukos plokštumos atžvilgiu?

2. Kodėl kreivio spinduliai skirtingų sričių Ar skiriasi tos pačios dalelės pėdsakai?

3. Koks yra elementariųjų dalelių registravimo prietaisų veikimo principas?

NUOLATINIŲ IR LINIJŲ SPEKTRAS STEBĖJIMAS Fizikos laboratoriniai darbai 11 kl.

DIENOS ŠVIESA Gautame ištisinio spektro pagrindines spalvas matome tokia tvarka: violetinė, mėlyna, žalsvai mėlyna, žalia, geltona, oranžinė, raudona. Šis spektras yra ištisinis. Tai reiškia, kad spektre yra visų bangų ilgių bangos. Taigi, mes nustatėme, kad nuolatinius spektrus sukuria kietos arba skystos būsenos kūnai, taip pat labai suslėgtos dujos.

VANDENILIS Matome daug spalvotų linijų, atskirtų plačiomis tamsiomis juostelėmis. Linijinio spektro buvimas reiškia, kad medžiaga skleidžia šviesą tik tam tikru bangos ilgiu. Vandenilio spektras: violetinė, mėlyna, žalia, oranžinė. Oranžinė spektro linija yra ryškiausia.

IŠVADA Remdamiesi savo patirtimi, galime daryti išvadą, kad linijų spektrai rodo visas dujinės būsenos medžiagas. Šiuo atveju šviesą skleidžia atomai, kurie tarpusavyje praktiškai nesąveikauja. Izoliuoti atomai skleidžia griežtai apibrėžtus bangos ilgius.

Tema: Ištisinio ir tiesinio spektro stebėjimas.

Darbo tikslas:

Įranga:

• generatorius "Spectrum";
• spektriniai vamzdeliai su vandeniliu, kriptonu, heliu;
• maitinimo šaltinis;
• jungiamieji laidai;
• lempa su vertikaliu kaitinimo siūlu;
• spektroskopas.

Parsisiųsti:

Peržiūra:

Laboratorinis darbas Nr.8

Tema: Ištisinio ir tiesinio spektro stebėjimas.

Darbo tikslas: pabrėžti pagrindinį funkcijos ištisinius ir linijinius spektrus, iš emisijos spektrų nustatyti tiriamas medžiagas.

Įranga:

• generatorius "Spectrum";
• spektriniai vamzdeliai su vandeniliu, kriptonu, heliu;
• maitinimo šaltinis;
• jungiamieji laidai;
• lempa su vertikaliu kaitinimo siūlu;
• spektroskopas.

Progresas

1. Padėkite spektroskopą horizontaliai prieš akis. Stebėkite ir nubraižykite ištisinį spektrą.

2.Nustatykite pagrindines gauto ištisinio spektro spalvas ir užrašykite jas į stebimą seką.

3. Stebėkite įvairių medžiagų linijinius spektrus, spektroskopu tirdami šviesos spektrinius vamzdelius. Nubrėžkite spektrus ir užrašykite ryškiausias spektro linijas.

4. Naudodamiesi lentele nustatykite, kurioms medžiagoms priklauso šie spektrai.

5.Padarykite išvadą.

6. Atlikite šias užduotis:

1. A, B, C paveiksluose pavaizduoti dujų A ir B bei dujų mišinio B emisijos spektrai. Remiantis šių spektro atkarpų analize, galime teigti, kad dujų mišinyje yra:

1. tik dujos A ir B;
2. dujos A, B ir kitos;
3. dujos A ir kitos nežinomos dujos;
4. dujos B ir kitos nežinomos dujos.

1. Paveikslėlyje parodytas nežinomų metalų garų mišinio sugerties spektras. Žemiau pateikiami ličio ir stroncio garų sugerties spektrai. Ką mes galime pasakyti apie cheminė sudėtis metalų mišiniai?

1. mišinyje yra ličio, stroncio ir kai kurių kitų nežinomų elementų;
2. mišinyje yra ličio ir kai kurių kitų nežinomų elementų, bet nėra stroncio;
3. mišinyje yra stroncio ir kai kurių kitų nežinomų elementų, bet nėra ličio;
4. mišinyje nėra nei ličio, nei stroncio.