2. Експериментальна частина

2.1. Вимірювальна установка та методика вимірювання

Вивчення спектрів лужноземельних елементів полягає у визначенні положення спектральних лінії у спектрі їх випромінювання. Спектром називається відповідність між довжиною хвилі та інтенсивністю випромінювання.

У цій роботі досліджується спектр випромінювання атомів ртуті за допомогою спектрографічної установки, що складається з спектрографа ИСП-51, джерела досліджуваного спектра (ртутної лампи) та спектра порівняння (генератор іскрового розряду з набором залізних електродів) з відповідними системами живлення, а також конденсорної лінзи. За допомогою конденсорної лінзи вхідна щілина спектрографа рівномірно освітлюється світлом від джерела випромінювання. По висоті щілина обмежується діафрагмою Гартмана, що дає можливість отримати декілька спектрів на одній і тій самій плівці, не змінюючи положення касети відносно реєструючої площини. Оптична система спектрографа розкладає світло у спектр, так що монохроматичні промені хвиль різної довжини потрапляють у різні точки фокальної площини спектрографа та відповідно, реєструються світлочутливим шаром фотоплівки.

Метою спектроскопічного експерименту є встановлення довжин хвиль спектральних ліній атомів ртуті, що попадають у видиму область спектра, шляхом порівняння їх положення відносно ліній спектра порівняння, тобто спектра заліза (розглядається жовтий дублет і синій триплет ртуті).

2.2. Порядок виконання роботи

1. За допомогою освітлювальної лінзи рівномірно освітити вхідну щілину камери спектрографа ИСП-51 випромінюванням від ртутної лампи.

2. Встановити розмір вхідної щілини спектрографа d = 10 мкм та діафрагму Гартмана у положення 2 по верхній шкалі.

3. Зарядити касету фотоплівкою у затемненій кабіні, вставити її в площині реєстрації спектрографа і здійснити фотозйомку спектра атома ртуті при експозиції тривалістю 10 с.

3. Замінити ртутну лампу генератором іскрового розряду із залізними електродами, на цій самій плівці відзняти спектр заліза при ширині вхідної щілини d = 10 мкм (діафрагма Гартмана у положенні 2 по нижній шкалі). Час експозиції 45 с.

4. Обробити відзняту фотоплівку. Час проявлення 7 хв, час закріплення – 10 хв.

5. Встановити відзняту плівку на вимірювальний мікроскоп (компаратор ІЗА-2). Методом лінійної інтерполяції визначити довжини хвиль в спектрі атома ртуті. Значення довжин хвиль розраховується за формулою

,

де L = Δλ/Δl_x – обернена дисперсія приладу, λ_x – невідома довжина хвилі спектральної лінії ртуті, λ₀ – відома довжина хвилі спектральної лінії заліза, Δl_x – відстань від лінії ртуті до лінії заліза.

6. Порівняти знайдені довжини хвиль спектральних ліній з табличними.

7. Визначити хвильові числа (у см^-1), які відповідають кожній з довжин хвиль ртуті, що були знайдені.

8. Розрахувати відстані в хвильових числах між дублетними і триплетними лініями ртуті.

9. Використовуючи схему термів і переходів з вказаними довжинами хвиль (рис. 2.1), визначають, яким переходам відповідають лінії ртуті, що були знайдені в досліді. Побудувати схему термів і переходів для ртуті, що відповідає даному досліду у відповідному масштабі.

10. Оформити звіт, навівши у ньому назву, номер і мету роботи, перелік обладнання, реферативно – необхідні відомості з теоретичної частини, схему вимірювальної установки, таблицю з результатами вимірювань, обчислення шуканих величин, оцінку точності запропонованого методу та висновок про те, яким переходам відповідають знайдені у досліді довжини хвиль, та причину їх відмінності від табличних значень.