Измерения линий поглощения спектра йода

Для измерений длин волн  линий поглощения паров йода в данной работе используется универсальный монохроматор УМ-2. Его устройство и правила работы с ним приведены в Прил. 3. Выполните градуировку монохроматора УМ-2 с помощью неоновой и ртутной (кроме сине-фиолетовой и фиолетовых линий) ламп. Постройте примерный (с помощью одной из программ научной графики, см. Прил. 4) и точный (с помощью программы splines.exe, см. Прил. 5) градуировочные графики .

Включите блок питания термостата с йодом. Включите тумблеры лампы накаливания (источника сплошного спектра), освещения шкал монохроматора, прибора, измеряющего температуру кюветы, нагревания кюветы. При работе установки температура в кювете с йодом повышается до 70°С и поддерживается от интервале от 60°С до 70°С. Пронаблюдайте за изменениями в желто-зеленой части сплошного спектра излучения лампы накаливания, происходящими по мере нагрева кюветы с йодом. Обратите внимание на появление черных линий поглощения в спектре.

В данной работе необходимо измерить углы  поворота барабана монохроматора для всех четко различимых линий спектра поглощения йода. Непосредственное определение границ полосатого спектра молекулы йода затруднено из-за слабой интенсивности граничных полос.

1. Измерения начните с коротковолновой области. Найдите правую границу полосатого спектра, где хотя и заметно присутствие линий, но каждую из них измерить с помощью указателя монохроматора весьма трудно. Запишите угол поворота барабана монохроматора  в отчет о работе.

2. Смещаясь в сторону больших длин волн, найдите участок, где соседние линии поглощения становятся четкими и почти равноотстоящими (эквидистантными). Они принадлежат -прогрессии (серии Деландра) с . Внесите угол  для первой измеренной линии в раздел  табл. 12.2. В первую колонку внесите условный порядковый номер линии , связанный с истинным номером колебательного уровня , соотношением , где  – пока неизвестное целое число. Смещаясь в сторону больших длин волн, продолжайте измерения* почти равноотстоящих линий, заносите результаты в табл. 12.2, последовательно увеличивая номер .

3. При появлении первой дополнительной линии (неэквидистантной по отношению к -прогрессии с , см. штриховую линию на рис. 12.6 вверху) занесите ее в раздел  табл. 12.2. В первую колонку внесите условный порядковый номер линии , связанный с истинным номером колебательного уровня , соотношением  где  – пока неизвестное целое число. Смещаясь в сторону больших длин волн, продолжайте измерения двух систем почти равноотстоящих линий, записывая их соответственно в столбцы  и .

4. Когда интенсивность линий прогрессии  уменьшится, и они перестанут различаться, продолжайте измерять одну прогрессию .

5. При появлении новой дополнительной линии (неэквидистантной по отношению к -прогрессии с , см. штрихпунктирную линию на рис. 12.6 вверху) занесите ее в раздел  табл. 12.2. В первую колонку внесите условный порядковый номер линии , связанный с истинным номером колебательного уровня , соотношением  где  – пока неизвестное целое число. Смещаясь в сторону больших длин волн, продолжайте измерения двух систем почти равноотстоящих линий, записывая их соответственно в столбцы  и .

6. Когда интенсивность линий -прогрессии с  уменьшится, и они перестанут различаться, продолжайте измерять одну -прогрессию с .

Таблица 12.2.

1
2
….
				1
				2
				…
								1
								2
								…

7. С помощью программы (исполняемого файла) splines.exe, выполняющей сглаживание градуировочных данных сплайнами (см. Прил. 5), определите значения длин волн  всех измеренных линий каждой прогрессии спектра йода. Затем найдите энергии фотонов  и их первые разности  (это удобно сделать в табличном процессоре Microsoft Excel или OpenOffice.org Calc).

8. Найдите длину волны и энергию фотона, соответствующие границе сплошного спектра поглощения. Найдите величины  и .