Измерения линий главной серии в спектрах поглощения и излучения натрия в ультрафиолетовой области

    На рис. 6.3. приведены два фотоизображения спектров натрия – излучения (вверху) и поглощения (внизу), полученные на двух однотипных призменных кварцевых спектрографах. Для возможности градуировки на каждом изображении присутствуют спектры излучения ртутной лампы. В спектре излучения натриевой спектроскопической лампы ДНаС-18 (рис. 6.3 вверху) присутствуют две интенсивные линии главной серии, самой левой является желтая линия с длиной волны 589.3 нм.

Вторая линия главной серии лежит в ультрафиолетовой области и является самой правой на снимке. При низкой температуре разряда линии резкой и диффузной серий видны плохо из-за малой интенсивности, а также из-за перекрытия друг с другом и с группой линий аргона, которым была наполнена лампа.

    В нижней части рис. 6.3 в одном масштабе со спектром излучения показан снимок спектра поглощения паров натрия, полученный на фоне сплошного спектра излучения водородной лампы (см. работу 11). Хорошо видно, что вторая линия главной серии спектра излучения натрия в точности совпадает с крайней левой линией поглощения. На пластинке есть и эталонный спектр излучения атомов ртути Hg, служащий для градуировки спектрографа – определения зависимости длины волны  от ее положения  на шкале или снимке . Выполните следующие задания.

1. На увеличенном изображении спектра поглощения* (рис. 6.4) с указанными длинами волн эталонного спектра ртути измерьте положение  (в мм) линий излучения (темных на светлом фоне), началом отсчета могут быть или край листа, или край изображения. Внесите результат в табл. 6.2.

2. Измерьте положение линий поглощения натрия (светлых на темном фоне), внесите результат в табл. 6.2 (в строки с №=1,2,…).

3. По данным табл. 6.2 постройте для фотопластинки примерный градуировочный график  (см. Прил.4).

4. По градуировочному графику оцените (см. рис. П4.2 в Прил.4) длины волн трех-четырех измеренных ультрафиолетовых линий натрия, внесите результаты в табл. 6.2.

5. С помощью программы (исполняемого файла) splines.exe, выполняющей сглаживание градуировочных данных сплайнами (см. Прил. 5) определите более точные значения длины волн всех измеренных ультрафиолетовых линий натрия, внесите результаты в табл. 6.2. Предварительно подберите значение параметра , при котором градуировочный график  будет достаточно гладкой линией.

6. Вычислите для линий натрия энергии фотонов  в эВ

,                               (6.13)

для этого удобно использовать формулу

.                          (6.14)

Подобные табличные вычисления удобно выполнять в электронных таблицах Microsoft Excel, OpenOffice.org Calc или в программе MicroCal Origin 3.0 (см. Прил. 4).

Таблица 6.2

Спектр ртути		Главная серия спектра натрия
x, мм	, нм	x, мм	, нм		, эВ	n
			589,3			3
Ультрафиолетовые линии			Оценка	Точно
	334,15					4
	313,16 312,57					5
	302,4					…
	295,7
	292,54
	289,35
	280,4
	275,28
	269,89
	265,37
	257,6
	253,65
	248,2
	244,6
	239,94
	237,85