спальні Рады предложить современные стильные кровати из разных материалов, самых изящных форм, подходящих для обустройства разных стилей спален с вычурной задумкой в плане интерьера. Консоль, которую удобно разместить у стены и поставить на нее, например, комнатные цветы, шкатулки, подсвечники, красивые вазы. Комоды, которые спрячут от глаз ваши вещи, придавая спальне ощущение уюта и гармоничного порядка.
Качественное исследование видимой части спектра Элементы земного магнетизма Законы сохранения в механике Интерференция света Естественный и поляризованный свет Оптическая пирометрия Полярные и неполярные диэлектрики

Физика лабораторные работы

Лабораторная работа № 315

ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕКТРА НЕОНА С ПОМОЩЬЮ СТИЛОСКОПА СЛП-1

Описание установки

Качественное исследование видимой части спектра производится спектроскопами различного типа. Принцип действия этих приборов основан на явлении дисперсии света (зависимость показателя преломления от частоты или длины волны света) и законе преломления света на границе двух сред. В результате этого световые волны разных частот преломляются в призме под разными углами, что позволяет анализировать частотный состав исследуемого излучения (Рис. 10).

 

 

 Рис.10. Принципиальная схема работы спектроскопа.

а – исследуемое излучение, б – экран с щелью для формирования плоскрго пучка света, в – призма,

г- экран для наблюдения состава спектра.

 Переносной стилоскоп СЛП-1 представляет собой спектроскоп особой конструкции.На оптической схеме прибора (рис. 11) изображены: S- источник света (газонапол­ненная трубка или лампа); 1 и 2 - защитные стекла; 3 - призма, которая направляет лучи на конденсор  4, создающий паралельный пучок света.

 

Рис.11. Оптическая схема прибора СЛП-1.

Из  конденсора лучи попа­дают на объектив 6 черед шель 5, находящуюся в его фокусе. Парал­лельный пучок из объектива приходит две диспергирующие призмы 7 и 8. Большая грань призмы в покрыта серебром, и лучи, отражаясь от этой грани, снова попадают на призму 7. Двойное прохождение света черея призмы 7 и 8 увеличивает дисперсию прибора (угол между лучами увеличивается), что позволяет разделять световые излучения с близкими частотами. Череа объектив, который делает лучи идущими парралельно, и призму 9 лучи попадают в окуляр 10. Ос­новные узлы прибора находятся в его корпусе (Рис 12). С левой стороны корпуса прибора помешается барабан 2 с делениями, который вращается относительно неподвижного цилиндра. Один полный оборот барабана перемешает его на одно деление неподвижной шкалы на цилиндре, т.е. деление неподвижной шкалы на цилиндре равно 100 делениям шкалы барабана.

 

 Рис. 12. Внешний вид СЛП-1

4.2. Порядок выполнения работы 315.

1. Включить в сеть напряжением 220 В ионовую лампу, установленную перед стилопкопом.

2. Наблюдая спектр неона и осторожно вращая барабан, добиться сов­мещения указателя окуляра оптической трубы стилоскопа с первой ли­нией и сделать отсчет по шкале барабана о точностью до десятой доли деления (при совмещении указателя окуляра со спектральной линией нижняя половина линии перекрывается указателем). Продолжая вращать барабан перевести указатель на следующую хорошо видимую линию и снова сделать отечет по шкале барабана и т.д.

3. Рееультаты занести в таблицу.

4. По градуировочному графику (см. график на лабораторном столе) определяют длину волны каждой линии.

Таблица результатов

Вид газа

Цвет спектральной линии

Показания по шкале 

Длина волны (Ангстремы)

Неон

Красная (3-4 линии)

Оранжевая

Желто-зеленая

Зеленая

5. Лабораторная работа № 316

ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕКТРА АТОМОВ РТУТИ С ПОМОЩЬЮ СТИЛОМЕТРА СТ-7

5.1. Описание установки

Стилометр представляет собой спектроскоп особой конструкции и предназначен для экспрессного качественного и количественного анализа состава сплавов металлов методом спектрального анализа. С его помощью можно в течение нескольких минут определить количественное содержание добавок в легированных сталях и в цветных металлах. Спектральный анализ более точен и более эффективен, чем химические методы. Другим значительный преиму­ществом стилометра является почти полное отсутствие повреждений пробы при анализах. Это позволяет производить контроль проб во время плавки стали, а также готовых изделий и полуфабрикатов. Стилометр - спектральный прибор высокой чувствительности, большой дисперсии и разрешающей способности, давший возможность находить близко расположенные друг к другу спектральные линии.

Общий принцип действия прибора дан в описании лабораторной работы N 315. Основные части оптической схемы общие для всех спектроскопов: коллиматор, дающий параллель­ный узкий пучок света; диспергирующая система призм, разлагающая пучок света в спектр; фокусирующая система зрительной трубы (Рис.13).

 

 Рис. 13. Оптическая схема СТ-7

Свет от источника света (рис. 13) концентрируется конденсо­ром 1 на щель 2. Пройдя призму 3, световой пучок попадает на коллиматорный объектив 4 и далее разлагается в спектр блоком диспергиру­ющих призм 5, 6, 7. Действительное изображение спектра фокусируется объективом 8 зрительной трубы в плоскости, пересекающей гипотенузную грань призмы 10 (этот объектив закреплен неподвижно). Призма 9 по­ворачивает луч на 180°, причем луч выходит из призмы выше входящего луча. Таким образом, этот луч проходит выше объектива 8 и дисперги­рующей призмы 7 и попадает на призму 10. Назначение призм 10 и 11 состоит в том, чтобы разделить спектр на две части. Небольшой участок спектра призма 10 направляет на фо­тометрический клин 12 и призму 14, а оставшуюся часть спектра про­пускает на призму 11, которая направляет ее на фотометрический клин 13 и призму 10. Затем оба участка спектра фокусируются в поле зре­ния окуляра с помощью оборачивающих систем 15, 16 и 19,20. Призмы 21 и 22 направляют свет вдоль оптической оси окуляра 23, который дает увеличенное мнимое изображение спектра, наблюдаемое глазом.

Стилометр состоит иа корпуса 1 (рис. 14)), основания 2, механиз­ма щели и проекционной насадки 3. Спектр наблюдается в окуляр, при­чем одновременно можно наблюдать большие (200 - 300 Ангстрем) участки ви­димого спектра. Приведение в поле зрения нужного участке опектра осуществляется поворотом блока диспергирующих прием 5, 6, 7 (рис. 14).

 

 

 Рис. 14. Внешний вид СТ-7

 

Вращение пластинки с призмами осуществляется посредством маховичка 4 (Рис.14), находящегося с правой стороны стилометра. Весь спектр просматривается за пять оборотов маховичка. Вращать его нужно ос­торожно, избегая резких движений при подходе к крайним делениям шкалы, чтобы не сбить градуировку прибора. Резкость изображения спектра достигается объективом 4 (см. Рис.13), который перемешает­ся маховичком 5 (см. Рис. 14). Источником света служит ртутная лам­пе ПРК-4. Внутри ее кварцевого корпуса происходит электрический разряд в парах ртути. При этом возбужденные атомы ртути отдает свою энергию в виде световых квантов.

5.2. Порядок выполнения работы 316.

1.В присутствии преподавателя включить систему питания ртутной лам­пы в сеть напряжением 220 В. Если лампа не загорелась, на мгновение нажать кнопку "пуск" 9 (см.Рис.14), Если лампа снова не загорелась, повторить кратковременное нажатие кнопки до загорания лампы.

2. Для предварительного ознакомления со спектром ртутной лампы просмотреть всю область видимого спектра вращением маховичка 4 и за­помнить яркие линии, положение которых необходимо определить. Ра­бочий диапазон прибора от 1,00 до 5,00 делений шкалы барабана ма­ховичка 4.

3. Подвести маховичком в вертикальную прямоугольную рамку (видимую, в середине поля зрения) зеленую спектральную линию и фокусировать ее окуляром 10, поворачивая рифленое кольцо. При дальнейшей работе окуляр не передвигать!

4. Фокусировать зеленую линию спектра коллиматорным объективом, врашая маховичок 5. При переходе от одних участков спектра к другим необходимо подправлять фокусировку спектральных линий объективом, но не окуляром.

5. Если в прямоугольной рамке или сбоку от этой рамки будут видны черные провалы, то необходимо поворачивать маховичок 11 до тех пор, пока вся рамка не будет четко видна без темных провалов.

6. Барабан 4 поставить в такое положение, чтобы отсчет по микромет­рической шкале был 1,00.

7. Передвигая опектральные линии слева направо, произвести отсчеты положения самых ярких линий ртути в каждой части спектра (см. таблицу). Отсчет производить в тот момент, когда линия пройдет левую границу прямоугольной вертикальной рамки и увеличится в размерах по высоте.

8. Результаты занести в таблицу.

9. Выключить установку.

10. По грдуировочному графику (см. на лабораторном столе) определить длины волн линий спектра и сравнить их с взятыми из каталога спектров читых веществ.

 Таблица результатов

Цвет линий

Деления по барабану

Длины волн, определенные по графику

Длины волн, по каталогу

Красный

6234

Красно-оранжевый

6123, 6073

Желтый

5791, 5770

Зеленый

5451, 4916, 4900

Синий

4358, 4347, 4339

Фиолетовый

4108, 4078, 4047

6. Контрольные вопросы к работам 315, 316

1. Объясните схему прибора?

2. Каково назначение и принцип действия стилоскопа?

3. В чем заключается явление дисперсии света?

4. В чем заключается закон преломления света и как он используется в приборе?

5. Зачем в приборе используют несколько призм?

6. Почему в приборе наблюдаются линии, а не какие либо другие изображения?

7. Какие спектры вы анаете? Какова их природа?

8. Раскажите про строение атома водорода и теорию излучения по Бору.

9. Объясните формулу Бальмера-Ритца.

10. Разъясните смысл постулатов Бора. Как с их помовьв объясняется линейчатый спектр атома водорода? 

11. Какие серии спектральных линий наблюдаются для атома водорода?

12. Раскажите про строение атома водорода и теорию излучения согласно квантовой механики.

13. Почему для описания движения электрона в атоме необходимо исполь­зовать волновую функцию? Каким требованиям должна удовлетворять пси-функция? .

14. Чем отличается квантовомеханическая модель атома от строения атома ио Бору?

15. Что такое "собственная функция”? Что характеризуют квантовые числа (главное, орбитальное, магнитное)?

Какие значения могут принимать квантовые числа?

16. Что такое "спин электрона"?

17. Почему для нахождения пси-функций используют стационарное уравне­ние Шредингера?

  18. Чем определяется форма, размеры и ориентация электронного облака в атоме водорода?

  19. Объясните линейчатый спектр атома водорода в рамках квантово-механической модели. Поясните правила отбора.

20. Раскажите про строение многоэлектронных атомов и про особенности излучения ими электромагнитного излучения.

 21. Какие среды испускают линейчатый, сплошной, полосатый спектр?

22. Каково назначение методов спектрального анализа вещества?

Порядок выполнения работы

Задание 1 (по первому способу)

Измерить длину L и диаметр проволоки  d  с помощью микрометра или штангенциркуля.

Измерить массу одного груза.

Установить грузы на расстоянии  l1  между центрами так, чтобы они были симметричны относительно проволоки.

Измерить период колебаний  T1. Для этого измерить время, в течение которого произойдет  n  полных колебаний, и разделить на  n. Повторить измерения 5 – 7 раз.

Таким же образом измерить период  T .

Результаты измерений занести в таблицу.

Вычислить погрешности измерения периодов как результаты прямых измерений.

По формуле (4) определить модуль сдвига.

Найти погрешности измерений DG как результат косвенных измерений  и занести в таблицу.

п/п

l1 =

l2 =

Примечание

T1i=

DT1i

(DT1i)2

T2i=

DT2 i

(DT2 i)2

1

2

                                                                Окончание таблицы

п/п

l1 =

l2 =

Примечание

T1i=

DT1i

(DT1i)2

T2i=

DT2 i

(DT2 i)2

Среднее

 


Изучение цепи переменного тока