Lucrare de laborator nr 5

Obiectiv: cu echipamentul necesar se observa (experimental) un spectru continuu, neon, heliu sau hidrogen.

Echipament: Aparatură de proiecție, tuburi spectrale cu hidrogen, neon sau heliu, inductor de înaltă tensiune, sursă de alimentare, trepied, fire de legătură, placă de sticlă cu margini teșite.

Concluzie asupra muncii depuse: 1. Spectrul continuu. Privind prin placă imaginea fantei de alunecare a aparatului de proiecție, am observat culorile primare ale spectrului continuu obținut în următoarea ordine: violet, albastru, cyan, verde, galben, portocaliu, roșu.

Acest spectru este continuu. Aceasta înseamnă că toate lungimile de undă sunt reprezentate în spectru. Astfel, am constatat că (după cum arată experiența) spectrele continue sunt date de corpuri în stare solidă sau lichidă, precum și de gaze puternic comprimate. 2. Hidrogen și heliu. Fiecare dintre aceste spectre este o palisadă de linii colorate separate de benzi largi întunecate. Prezența unui spectru de linie înseamnă că o substanță emite lumină doar cu o lungime de undă foarte specifică. Hidrogen: violet, albastru, verde, rosu. Heliu: albastru, verde, galben, roșu. Astfel, am demonstrat că spectrele de linii dau toate substanțele în stare atomică gazoasă. În acest caz, atomii emit lumină, care practic nu interacționează între ele. Acesta este cel mai fundamental tip de spectru. Atomii izolați emit lungimi de undă strict definite.

Răspunsuri la întrebările de securitate

1. Ce substanțe dau un spectru continuu?

Corpuri încălzite în stare solidă și lichidă, gaze la presiune mare și plasmă.

2. Ce substanțe dau un spectru de linii?

Acele substanțe care au o interacțiune slabă între molecule, de exemplu, gazele destul de rarefiate. De asemenea, un spectru de linie este dat de substanțele în stare atomică gazoasă.

3. Explicați de ce diferă spectrele de linii ale diferitelor gaze.

Când este încălzită, o parte din moleculele de gaz se descompun în atomi, sunt emise cuante cu diferite valori de energie, ceea ce determină culoarea.

4. De ce deschiderea colimatorului spectroscopului are forma unei fante înguste? Se va schimba aspectul spectrului observat dacă gaura este făcută în formă de triunghi?

Orificiul are forma unei fante înguste pentru a crea o imagine. Dacă gaura este făcută triunghiulară, atunci spectrul liniei devine triunghiular și neclar.

Concluzii: Spectrele continue dau corpuri solide sau lichide, precum și gaze puternic comprimate. Spectrele de linii dau substanțe în stare atomică gazoasă.

Subiect: „Observarea spectrelor continue și de linii”

Obiectiv:

educational: observați spectre continue și linii;

profesional: aflați cum se efectuează analiza luminiscenței alimentelor.

Trebuie știut: concepte: spectru, analiză spectrală, luminiscenţă; tipuri de spectre, dispozitivul spectroscopului;

a fi capabil să: distingeți un spectru continuu de un spectru de linie, observați spectrele de emisie folosind o prismă și un spectroscop;

Echipament: tuburi spectrale cu diferite gaze; unitate de alimentare, un dispozitiv pentru aprinderea tuburilor spectrale; placă de sticlă cu margini teșite; spectroscop, lampă incandescentă, lampă fluorescentă.

Scurtă teorie:

Toate spectrele, după cum arată experiența, pot fi împărțite în trei tipuri: Spectrele continue dau corpuri în stare solidă sau lichidă, precum și gaze puternic comprimate. Nu există întreruperi în spectru, puteți vedea o dungă solidă multicoloră. Toate lungimile de undă sunt reprezentate în spectrul continuu cu intensități diferite. Pentru a obține un spectru continuu, corpul trebuie încălzit la o temperatură ridicată. Spectrele de linii arată toate substanțele în stare atomică gazoasă. Fiecare dintre ele este o palisadă de linii colorate de luminozitate variată, separate de dungi largi întunecate. De obicei, pentru a observa spectre de linii, se folosește strălucirea vaporilor unei substanțe într-o flacără sau strălucirea unei descărcări de gaz într-un tub. Spectrele de bandă sunt create de molecule care nu sunt legate sau slab legate între ele. Spectrul în dungi este format din benzi individuale separate prin goluri întunecate. Pentru observarea spectrelor moleculare, precum și pentru observarea spectrelor de linii, se utilizează secțiunea transversală a vaporilor într-o flacără sau secțiunea transversală a unei descărcări de gaz.

Comandă de lucru:

1. Observarea unui spectru continuu (continuu):

a) însorit;

b) de la o lampă cu incandescență;

c) de la o lampă fluorescentă.

2. Observând spectre de linii, schițați liniile principale:

a) heliu - El

b) hidrogen - H

c) cripton - Kg

d) neon - Ne

Reguli de bază de siguranță:

1. Manipulați prismele de sticlă cu grijă, nu le scăpați.

2. Nu atingeți dispozitivul de aprindere a tubului spectral cu mâinile (există tensiune înaltă!).

Întrebări de control:

1) Care este cauza electroluminiscenței, catodoluminiscenței?

2) Care este elementul principal al aparatului spectral?

3) Lungimile de undă ale spectrului de linii depind de modul în care atomii sunt excitați?

4) Ce operații trebuie făcute cu un grăunț al unei substanțe pentru a afla compoziția sa chimică folosind analiza spectrală?

Lucrare de laborator nr 9

Subiect: „Studiul urmelor particulelor încărcate (pe baza fotografiilor terminate)”

Obiectiv:

educational: explorați urmele particulelor încărcate;

profesional: familiarizează-te cu metodele de determinare a radioactivității alimentelor.

Trebuie știut: principalele metode de înregistrare a radiațiilor ionizante, modul în care lungimea pistei depinde de energia particulei, grosimea pistei depinde de viteza particulei;

a fi capabil să: determinați sarcina specifică a unei particule;

Echipament: fotografii gata făcute cu urme, hârtie de calc, riglă.

Scurtă teorie:

Cu ajutorul unei camere Wilson, sunt observate și fotografiate urmele (urmele) particulelor încărcate în mișcare. O urmă de particule este un lanț de picături microscopice de apă sau alcool format ca urmare a condensării vaporilor suprasaturați ai acestor lichide pe ioni. Ionii se formează ca urmare a interacțiunii unei particule încărcate cu atomii și moleculele de vapori și gaze din cameră.

Toate celelalte lucruri fiind aceleași, pista este mai groasă pentru particula care are o sarcină mai mare. De exemplu, la aceleași viteze, traseul unei particule a este mai groasă decât traseul unui proton și al unui electron.

Dacă particulele au aceleași sarcini, atunci pista este mai groasă pentru cea cu o viteză mai mică, se mișcă mai încet. Prin urmare, este evident că până la sfârșitul mișcării pista particulei este mai groasă decât la început, deoarece viteza particulei scade din cauza pierderii de energie pentru ionizarea atomilor mediului.

Dacă camera Wilson este plasată într-un câmp magnetic, atunci forța Lorentz acționează asupra particulelor încărcate care se mișcă în ea, ceea ce este (pentru cazul când viteza particulelor este perpendiculară pe liniile câmpului):,

unde Ze = q este sarcina particulelor, V este viteza și B este inducția magnetică. Regula stângii ne permite să arătăm că forța Lorentz este întotdeauna direcționată perpendicular pe viteza particulei și, prin urmare, este o forță centripetă: ,

unde m este masa unei particule, R este raza de curbură a căii sale. De aici .

Dacă particula are o viteză mult mai mică decât viteza luminii (adică, particula nu este relativistă), atunci raportul dintre valoarea energiei sale cinetice și raza de curbură va fi:

.

1. Raza de curbură a pistei depinde de masa, viteza și sarcina particulei. Raza este cu atât mai mică (adică abaterea particulei de la mișcarea rectilinie este cu atât mai mare), cu atât masa și viteza particulei sunt mai mici și cu atât sarcina acesteia este mai mare. De exemplu, în același câmp magnetic la aceleași viteze inițiale, deviația electronului va fi mai mare decât deviația protonului și se va vedea în fotografie că urma electronului este un cerc cu o rază mai mică. decât raza traseului protonului. Un electron rapid este deviat mai puțin decât unul lent. Atomul de heliu, căruia îi lipsește un electron, (ionul He +) se va devia mai slab decât particula a, deoarece pentru aceleași mase sarcina particulei a este mai mare decât sarcina unui atom de heliu ionizat individual. Din relația dintre energia particulei și raza de curbură a pistei, se poate observa că abaterea de la mișcarea rectilinie este mai mare în cazul în care energia particulei este mai mică.

2. Deoarece viteza particulelor scade spre sfârșitul traseului, scade și raza de curbură a căii (deviația de la mișcarea rectilinie crește). Prin modificarea razei de curbură, puteți determina direcția de mișcare a particulei - începutul mișcării sale unde curbura pistei este mai mică.

3. După măsurarea razei de curbură a căii și cunoscând alte valori, este posibil să se calculeze raportul dintre sarcina acesteia și masa pentru o particulă. Acest raport servește ca cea mai importantă caracteristică a unei particule și vă permite să determinați ce fel de particulă este sau, după cum se spune, să „identificeți” particula, de exemplu. își va stabili identitatea (identificarea, asemănarea) cu o particulă cunoscută.

Pentru a determina direcția vectorului de inducție a câmpului magnetic, trebuie să utilizați regula mâinii stângi: plasați patru degete întinse în direcția de mișcare a protonului și degetul mare îndoit în direcția razei de curbură a pistei ( de-a lungul căruia este îndreptată forţa Lorentz). După poziția palmei, în care ar trebui să intre liniile de forță, găsim direcția acestora, adică. direcția vectorului de inducție magnetică.

Comandă de lucru:

1. Determinați raza de curbură a căii.

Raza de curbură a pistei de particule este determinată după cum urmează. Puneți o bucată de hârtie transparentă deasupra fotografiei și transferați pista pe ea. Desenați, așa cum se arată în figură, două coarde și restabiliți perpendicularele pe aceste coarde în punctele lor de mijloc. La intersecția perpendicularelor se află centrul cercului, raza sa de curbură a căii. De exemplu, raza de curbură din fotografie este de 3,2 cm, iar un segment de 0,4 cm din desenul tău corespunde lungimii adevărate de 1 cm.

0,4 cm - 1 cm

3,2 cm - x

Aceasta înseamnă că raza de curbură a pistei de particule este

R

O

2. Finalizați sarcina după opțiuni.

Opțiunea I: Raportul dintre sarcina unei particule III și masa sa (sarcina specifică a unei particule) se găsește prin formula: , Unde este sarcina specifică a protonului.

Opțiunea II: Din formula: - afla masa unui electron. Energia unui electron este legată de masa sa prin raportul: .

Opțiunea III: creșterea relativă a masei conductei este egală cu raportul dintre energia sa cinetică și energia de repaus este masa de repaus a conductei.

Întrebări de control

1. Cum este îndreptat vectorul de inducție magnetică în raport cu planul fotografiei urmelor de particule?

2. De ce sunt diferite razele de curbură în diferite părți ale pistei aceleiași particule?

3. Care este principiul de funcționare a dispozitivelor de înregistrare a particulelor elementare?

OBSERVAREA SPECTRELOR CONTINUE ŞI LINEARE Lucrări de laborator la fizică clasa a 11-a

LUMINĂ DE ZI Vedem principalele culori ale spectrului continuu obținut în următoarea ordine: violet, albastru, cyan, verde, galben, portocaliu, roșu. Acest spectru este continuu. Aceasta înseamnă că toate lungimile de undă sunt reprezentate în spectru. Astfel, am aflat că spectrele continue sunt date de corpuri în stare solidă sau lichidă, precum și de gaze puternic comprimate.

HIDROGEN Vedem multe linii colorate separate de dungi largi întunecate. Prezența unui spectru de linie înseamnă că o substanță emite lumină doar cu o lungime de undă foarte specifică. Spectrul hidrogenului: violet, albastru, verde, portocaliu. Linia portocalie a spectrului este cea mai strălucitoare.

CONCLUZIE Pe baza experienței noastre, putem concluziona că spectrele de linii dau toate substanțele în stare gazoasă. În acest caz, atomii emit lumină, care practic nu interacționează între ele. Atomii izolați emit lungimi de undă strict definite.

Subiect: Observarea spectrelor continue și de linii.

Obiectiv:

Echipament:

• generator „Spectrum”;
• tuburi spectrale cu hidrogen, krypton, heliu;
• sursă de putere;
• fire de conectare;
• o lampă cu filament vertical;
• spectroscop.

Descarca:

Previzualizare:

Lucrare de laborator nr 8

Subiect: Observarea spectrelor continue și de linii.

Obiectiv: să evidențieze principalele trăsături distinctive ale spectrelor continue și liniare, să determine substanțele investigate prin spectrele de emisie.

Echipament:

• generator „Spectrum”;
• tuburi spectrale cu hidrogen, krypton, heliu;
• sursă de putere;
• fire de conectare;
• o lampă cu filament vertical;
• spectroscop.

Progres

1. Așezați spectroscopul orizontal în fața ochiului. Observați și schițați spectrul continuu.

2. Selectați culorile primare ale spectrului continuu obținut și înregistrați-le în secvența observată.

3. Observați spectrele de linii ale diferitelor substanțe examinând tuburile spectrale luminoase prin spectroscop. Schițați spectrele și înregistrați cele mai luminoase linii ale spectrelor.

4. Conform tabelului, stabiliți căror substanțe aparțin aceste spectre.

5. Faceți o concluzie.

6. Efectuați următoarele sarcini:

1. Figurile A, B, C prezintă spectrele de emisie ale gazelor A și B și ale amestecului de gaze B. Pe baza analizei acestor secțiuni spectrale, putem spune că amestecul de gaze conține:

1. numai gazele A și B;
2. gazele A, B și altele;
3. gazul A și un alt gaz necunoscut;
4. gazul B și un alt gaz necunoscut.

1. Figura arată spectrul de absorbție al unui amestec de vapori de metale necunoscute. Inferioară - spectre de absorbție a vaporilor de litiu și stronțiu. Ce se poate spune despre compoziția chimică a unui amestec de metale?

1. amestecul conține litiu, stronțiu și alte elemente necunoscute;
2. amestecul conține litiu și alte elemente necunoscute, dar nu conține stronțiu;
3. amestecul conține stronțiu și alte elemente necunoscute, dar nu conține litiu;
4. amestecul nu conține nici litiu, nici stronțiu.