Laboratoriearbeid nr. 5

Formålet med arbeidet: med nødvendig utstyr, observere (eksperimentelt) et kontinuerlig spektrum, neon, helium eller hydrogen.

Utstyr: Projeksjonsapparat, spektralrør med hydrogen, neon eller helium, høyspentinduktor, strømforsyning, stativ, koblingsledninger, glassplate med skråkanter.

Konklusjon på arbeidet som er utført: 1. Kontinuerlig spektrum. Når vi så gjennom platen på bildet av glidespalten til projeksjonsapparatet, observerte vi primærfargene til det oppnådde kontinuerlige spekteret i følgende rekkefølge: Fiolett, blått, cyan, grønt, gult, oransje, rødt.

Dette spekteret er kontinuerlig. Dette betyr at alle bølgelengder er representert i spekteret. Dermed har vi funnet at (som erfaring viser) kontinuerlige spektre er gitt av legemer i fast eller flytende tilstand, så vel som høyt komprimerte gasser. 2. Hydrogen og helium. Hvert av disse spektrene er en palisade av fargede linjer atskilt av brede mørke bånd. Tilstedeværelsen av et linjespektrum betyr at stoffet sender ut lys kun med en veldig spesifikk bølgelengde. Hydrogen: fiolett, blått, grønt, rødt. Helium: blå, grønn, gul, rød. Dermed har vi bevist at linjespektre gir alle stoffer i atomisk gassform. I dette tilfellet sender atomer ut lys, som praktisk talt ikke samhandler med hverandre. Dette er den mest grunnleggende typen spektrum. Isolerte atomer sender ut strengt definerte bølgelengder.

Svar på sikkerhetsspørsmål

1. Hvilke stoffer gir et kontinuerlig spektrum?

Oppvarmede legemer i fast og flytende tilstand, gasser ved høyt trykk og plasma.

2. Hvilke stoffer gir et linjespektrum?

De stoffene som har en svak interaksjon mellom molekyler, for eksempel ganske sjeldne gasser. Linjespekteret er også gitt av stoffer i gassformig atomtilstand.

3. Forklar hvorfor linjespektrene til forskjellige gasser er forskjellige.

Ved oppvarming forfaller en del av gassmolekylene til atomer, kvanter med forskjellige energiverdier sendes ut, som bestemmer fargen.

4. Hvorfor er spektroskopkollimatoråpningen formet som en smal spalte? Vil utseendet til det observerte spekteret endres hvis hullet er laget i form av en trekant?

Hullet er formet som en smal spalte for å lage et bilde. Hvis hullet gjøres trekantet, blir linjespekteret trekantet og uskarpt.

Konklusjoner: kontinuerlige spektre gir faste eller flytende legemer, samt høyt komprimerte gasser. Linjespektra gir stoffer i atomær gassform.

Emne: "Observasjon av kontinuerlige og linjespektre"

Formålet med arbeidet:

pedagogisk: observere kontinuerlige og linjespektre;

profesjonell: finne ut hvordan luminescensanalyse av mat utføres.

Må vite: begreper: spektrum, spektralanalyse, luminescens; typer spektre, enheten til spektroskopet;

være i stand til: skille et kontinuerlig spektrum fra et linjespektrum, observere emisjonsspektrene ved hjelp av et prisme og et spektroskop;

Utstyr: spektralrør med forskjellige gasser; strømforsyningsenhet, en enhet for tenning av spektralrør; glassplate med skråkanter; spektroskop, glødelampe, lysrør.

Kort teori:

Alle spektre kan, som erfaringen viser, deles inn i tre typer.Kontinuerlige spektre gir legemer i fast eller flytende tilstand, samt høyt komprimerte gasser. Det er ingen brudd i spekteret, du kan se en solid flerfarget stripe. Alle bølgelengder er representert i det kontinuerlige spekteret med forskjellige intensiteter. For å oppnå et kontinuerlig spektrum, må du varme opp kroppen til en høy temperatur. Linjespektre viser alle stoffer i en gassformig atomtilstand. Hver av dem er en palisade av fargede linjer med varierende lysstyrke atskilt av brede mørke striper. Vanligvis, for å observere linjespektra, brukes gløden til en stoffdamp i en flamme eller gløden fra en gassutslipp i et rør. Båndspektre er skapt av molekyler som ikke er bundet eller løst bundet sammen. Det stripete spekteret består av individuelle bånd atskilt av mørke hull. For å observere molekylspektre, samt å observere linjespektre, brukes tverrsnittet av damper i en flamme eller tverrsnittet til en gassutslipp.

Arbeidsordre:

1. Observasjon av et kontinuerlig (kontinuerlig) spektrum:

a) solfylt;

b) fra en glødelampe;

c) fra et lysrør.

2. Observer linjespektra, skisser hovedlinjene:

a) helium - He

b) hydrogen - H

c) krypton - kg

d) neon - Ne

Grunnleggende sikkerhetsregler:

1. Håndter glassprismer med forsiktighet, ikke slipp dem.

2. Ikke berør tenningsanordningen for spektralrøret med hendene (det er høy spenning!).

Kontrollspørsmål:

1) Hva er årsaken til elektroluminescens, katodoluminescens?

2) Hva er hovedelementet i spektralapparatet?

3) Avhenger bølgelengdene til linjespekteret av måten atomene eksiteres på?

4) Hvilke operasjoner må gjøres med et korn av et stoff for å finne ut dets kjemiske sammensetning ved hjelp av spektralanalyse?

Laboratoriearbeid nr. 9

Emne: "Å studere spor av ladede partikler (basert på ferdige fotografier)"

Formålet med arbeidet:

pedagogisk: utforske sporene til ladede partikler;

profesjonell: bli kjent med metodene for å bestemme radioaktiviteten til mat.

Må vite: de viktigste metodene for registrering av ioniserende stråling, hvordan lengden på sporet avhenger av energien til partikkelen, tykkelsen på sporet på partikkelens hastighet;

være i stand til: bestemme den spesifikke ladningen til en partikkel;

Utstyr: ferdige bilder av spor, kalkerpapir, linjal.

Kort teori:

Ved hjelp av Wilson-kameraet blir sporene (sporene) etter bevegelige ladede partikler observert og fotografert. Sporet til en partikkel er en kjede av mikroskopiske dråper av vann eller alkohol dannet som et resultat av kondensering av overmettede damper av disse væskene på ioner. Ioner dannes som et resultat av samspillet mellom en ladet partikkel med atomer og molekyler av damper og gasser i kammeret.

For andre ting er sporet tykkere for partikkelen som har høyere ladning. For eksempel, ved samme hastigheter er sporet til en a-partikkel tykkere enn sporet til et proton og et elektron.

Hvis partiklene har samme ladninger, så er sporet tykkere for den med lavere hastighet, den beveger seg saktere. Derfor er det åpenbart at ved slutten av bevegelsen er sporet til partikkelen tykkere enn ved begynnelsen, siden hastigheten til partikkelen avtar på grunn av tap av energi for ionisering av atomene i mediet.

Hvis Wilson-kammeret er plassert i et magnetfelt, blir de ladede partiklene som beveger seg i det påvirket av Lorentz-kraften, som er (for tilfellet når partikkelhastigheten er vinkelrett på feltlinjene):,

hvor Ze = q er partikkelladningen, V er hastigheten og B er den magnetiske induksjonen. Venstreregelen lar oss vise at Lorentz-kraften alltid er rettet vinkelrett på partikkelhastigheten og derfor er en sentripetalkraft: ,

hvor m er massen til en partikkel, R er krumningsradiusen til dens spor. Herfra .

Hvis partikkelen har en hastighet mye mindre enn lysets hastighet (dvs. partikkelen er ikke relativistisk), vil forholdet mellom verdien av dens kinetiske energi og krumningsradius være:

.

1. Kurvaturradiusen til sporet avhenger av massen, hastigheten og ladningen til partikkelen. Radiusen er jo mindre (dvs. avviket til partikkelen fra rettlinjet bevegelse er jo større), jo mindre er massen og hastigheten til partikkelen og jo større er ladningen. For eksempel, i det samme magnetfeltet med samme starthastigheter, vil avbøyningen av elektronet være større enn avbøyningen av protonet, og det vil sees på fotografiet at sporet til elektronet er en sirkel med mindre radius enn radiusen til protonets spor. Et raskt elektron avbøyes mindre enn et sakte. Heliumatomet, som mangler ett elektron, (He + ion) vil avbøyes svakere enn a-partikkelen, siden ladningen til a-partikkelen for de samme massene er større enn ladningen til et enkelt ionisert heliumatom. Fra forholdet mellom energien til partikkelen og krumningsradiusen til sporet, kan man se at avviket fra rettlinjet bevegelse er større når energien til partikkelen er mindre.

2. Siden partikkelhastigheten avtar mot slutten av banen, reduseres også kurveradiusen til sporet (avviket fra rettlinjet bevegelse øker). Ved å endre krumningsradiusen kan du bestemme bevegelsesretningen til partikkelen - begynnelsen av dens bevegelse hvor krumningen til sporet er mindre.

3. Etter å ha målt krumningsradiusen til sporet og kjennskap til noen andre størrelser, er det mulig å beregne forholdet mellom ladningen og massen for en partikkel. Dette forholdet fungerer som den viktigste egenskapen til en partikkel og lar deg bestemme hva slags partikkel det er, eller, som de sier, å "identifisere" partikkelen, dvs. vil etablere sin identitet (identifikasjon, likhet) med en kjent partikkel.

For å bestemme retningen til magnetfeltinduksjonsvektoren, må du bruke venstrehåndsregelen: plasser fire utstrakte fingre i bevegelsesretningen til protonet, og den bøyde tommelen i retningen av sporets krumningsradius (den Lorentz kraft er rettet langs den). Ved posisjonen til håndflaten, som kraftlinjene skal gå inn i, finner vi retningen deres, dvs. retningen til den magnetiske induksjonsvektoren.

Arbeidsordre:

1. Bestem kurveradiusen til sporet.

Krumningsradiusen til partikkelsporet bestemmes som følger. Legg et stykke gjennomsiktig papir over bildet og overfør sporet til det. Tegn, som vist på figuren, to akkorder og gjenopprett perpendikulære til disse akkordene i deres midtpunkter. I skjæringspunktet mellom perpendikulærene ligger sentrum av sirkelen, dens krumningsradius av sporet. For eksempel er krumningsradiusen på bildet 3,2 cm, og et segment på 0,4 cm i tegningen tilsvarer den sanne lengden på 1 cm.

0,4 cm - 1 cm

3,2 cm - x

Dette betyr at krumningsradiusen til partikkelsporet er

R

O

2. Fullfør oppgaven etter alternativer.

Alternativ I: Forholdet mellom ladningen til en partikkel III og dens masse (spesifikk ladning til en partikkel) finnes ved formelen: , hvor er den spesifikke ladningen til protonet.

Alternativ II: Fra formelen: - finn massen til et elektron. Energien til et elektron er relatert til dets masse ved forholdet: .

Alternativ III: Den relative økningen i massen til kanalen er lik forholdet mellom dens kinetiske energi og resten av energien er resten av kanalen.

Kontrollspørsmål

1. Hvordan er den magnetiske induksjonsvektoren rettet i forhold til planet til fotografiet av partikkelspor?

2. Hvorfor er krumningsradiene i forskjellige deler av sporet til samme partikkel forskjellige?

3. Hva er prinsippet for drift av enheter for registrering av elementærpartikler?

OBSERVASJON AV KONTINUERLIG OG LINEÆRE SPEKTRA Laboratoriearbeid i fysikk klasse 11

DAGSLYS Vi ser hovedfargene til det oppnådde kontinuerlige spekteret i følgende rekkefølge: fiolett, blått, cyan, grønt, gult, oransje, rødt. Dette spekteret er kontinuerlig. Dette betyr at alle bølgelengder er representert i spekteret. Dermed fant vi ut at kontinuerlige spektre er gitt av legemer i fast eller flytende tilstand, samt høyt komprimerte gasser.

HYDROGEN Vi ser mange fargede linjer adskilt av brede mørke striper. Tilstedeværelsen av et linjespektrum betyr at stoffet sender ut lys kun med en veldig spesifikk bølgelengde. Hydrogenspekter: fiolett, blått, grønt, oransje. Den oransje linjen i spekteret er den lyseste.

KONKLUSJON Basert på vår erfaring kan vi konkludere med at linjespektre gir alle stoffer i gassform. I dette tilfellet sender atomer ut lys, som praktisk talt ikke samhandler med hverandre. Isolerte atomer sender ut strengt definerte bølgelengder.

Tema: Observasjon av kontinuerlige og linjespektre.

Formålet med arbeidet:

Utstyr:

• generator "Spektrum";
• spektralrør med hydrogen, krypton, helium;
• strømforsyning;
• tilkoblingsledninger;
• en lampe med en vertikal filament;
• spektroskop.

Nedlasting:

Forhåndsvisning:

Laboratoriearbeid nr. 8

Tema: Observasjon av kontinuerlige og linjespektre.

Formålet med arbeidet: å fremheve de viktigste kjennetegnene til kontinuerlige og linjespektre, for å bestemme de undersøkte stoffene fra utslippsspektrene.

Utstyr:

• generator "Spektrum";
• spektralrør med hydrogen, krypton, helium;
• strømforsyning;
• tilkoblingsledninger;
• en lampe med en vertikal filament;
• spektroskop.

Framgang

1. Plasser spektroskopet horisontalt foran øyet. Observer og skisser det kontinuerlige spekteret.

2. Velg primærfargene til det oppnådde kontinuerlige spekteret og registrer dem i den observerte sekvensen.

3. Observer linjespektrene til forskjellige stoffer ved å undersøke de lysende spektralrørene gjennom spektroskopet. Skisser spektrene og registrer de lyseste linjene i spektrene.

4. Bestem i henhold til tabellen hvilke stoffer disse spektrene tilhører.

5. Lag en konklusjon.

6. Fullfør følgende oppgaver:

1. Figurene A, B, C viser utslippsspektrene til gass A og B og gassblanding B. Basert på analysen av disse spektralsnittene kan vi si at gassblandingen inneholder:

1. bare gassene A og B;
2. gasser A, B og andre;
3. gass ​​A og en annen ukjent gass;
4. gass ​​B og en annen ukjent gass.

1. Figuren viser absorpsjonsspekteret til en blanding av damper av ukjente metaller. Bunn - absorpsjonsspektra av litium- og strontiumdamper. Hva med den kjemiske sammensetningen av metallblandingen?

1. blandingen inneholder litium, strontium og noen andre ukjente elementer;
2. blandingen inneholder litium og noen andre ukjente grunnstoffer, men inneholder ikke strontium;
3. blandingen inneholder strontium og noen andre ukjente grunnstoffer, men inneholder ikke litium;
4. blandingen inneholder verken litium eller strontium.