Примечания:

1. Наблюдаемые в опыте углы поворота плоскости поляризации малы по абсолютной величине. Поэтому процедура измерений требует особого внимания и каждый отсчет необходимо повторять не менее трех раз.

2. При токе I_maх обмотка электромагнита нагревается. В этом случае необходимо измерения производить достаточно быстро.

Контрольные вопросы

1. Какой свет называется поляризованным?

2. Какие вещества называются оптически активными?

3. Что называется плоскостью поляризации?

4. В чем заключается явление Фарадея?

5. Какая картина будет наблюдаться. Если через соленоид пропускать переменный ток?

6. Объясните физический смысл постоянной Верде?

Литература

1. Кортнев А.В. и др. Практикум по физике. М.: Высшая школа, 1965, раб. 76.

2. Физический практикум: В 2-х т. /Под ред. В.И.Ивероновой. М.: Наука, 1968, т.2, задача 148.

Лабораторная работа 9 качественный спектральный анализ

Ц е л ь р а б о т ы :

0. Ознакомиться с явлением дисперсии стеклянной призмы.

1. Ознакомиться с качественным спектральным анализом.

О б о р у д о в а н и е : Монохроматор УМ-2, кювета с исследуемым раствором, источник света.

Теоретические сведения

Существует однозначная связь между спектром испускания и химической индивидуальностью атомов. На этом основан спектральный анализ, т.е. определение качественного и количественного состава излучающей смеси паров по ее спектру.

Основной частью спектрального прибора (рис. 16), используемого в данной работе, является призма, осуществляющая дисперсию пучка света по длинам волн.

Дисперсия света заключается в том. Что если в вакууме световые волны различных частот и, следовательно, различных длин распространяются с одинаковой скоростью, то в веществе скорость света различна для волн различной длины. Это приводит к тому, что показатель преломления вещества, который, как известно, измеряется отношением скорости света в вакууме к скорости света в данном веществе, оказывается зависящим от частоты. Лучи света с различной частотой (длиной волны) преломляется по-разному и, таким образом, могут быть разделены. Чем большей дисперсией обладает данное вещество, тем больше оно может разделить близко расположенные спектральные линии.

Рис.16

Так как угол отклонения луча призмой (2 ) зависит не только от длины волны, но и от угла падения на призму, важно, чтобы все падающие на призму лучи были параллельны. Это достигается с помощью коллиматора. Коллиматор имеет узкую щель (1 ), которая помещается в области коллиматорной линзы. Рассматривается спектр через зрительную трубу, соcтоящую из объектива (3 ) и окуляра ( 4 ). Объектив в своей фокальной плоскости дает много изображений щели, образованных каждым из монохроматических пучков окрашенных в соответствующий цвет.

Эти изображения рассматриваются через окуляр. В монохроматоре, служащем для выделения монохроматического света, в фокальной плоскости окуляра помещена вторая щель (5 ), выделяющая строго монохроматическую волну.

Исследуя спектр поглощения водного раствора двухромовокислого калия, можно определить постоянную Планка. Двухромовокислый калий в воде диссоциирует на ионы K⁺ и Cr₂O₇^{ } .

K₂ Cr₂O₇  2K⁺ + Cr₂O₇^{ } .

Ионы калия в видимой части спектра на поглощают, а ионы Cr₂O₇^{ } поглощают все лучи сине-фиолетовой части спектра.

Установлено, что кванты света с длиной волны, соответствующей началу поглощения, производят отщепление молекул CrO₃ от иона Cr₂O₇ по уравнению:

Cr₂O₇ + h = Cr₂O₄ + Cr₂O₃ .

С другой стороны, известно, что для отщепления CrO₃ от иона Cr₂O₇ необходимо затратить энергию 3,672  10^-19 Дж. Эта энергия и равна энергии поглощения кванта h, где  - частота, соответствующая началу поглощения.