37855

Градуировка спектроскопа и изучение спектров излучения и поглощения вещества

Лабораторная работа

Архивоведение и делопроизводство

Различают спектры испускания и спектры поглощения. Спектры поглощения возникают при прохождении белого света сквозь различные вещества которые поглощают из белого света отдельные участки сплошного спектра. наблюдение спектров поглощения и определение длин волн в спектре поглощения раствора KMnО4 В качестве источника света возьмите колбу с раствором KMnО4 в который опущена лампа накаливания.

Русский

2013-09-25

77 KB

62 чел.

6

Лабораторная работа

«градуировка спектроскопа и изучение спектров иЗЛУЧЕния и поглощения

вещества»

цель работы: Градуировка спектроскопа и определение длины волны в спектрах испускания и поглощения.

приборы и принадлежности: спектроскоп, люминесцентная лампа (содержащая пары ртути), миллиметровая бумага.

теория: Спектральным анализом называется метод определения химического состава вещества по его спектру. Различают спектры испускания и спектры поглощения.

 Сплошной спектр, излучаемый раскаленными твердыми и жидкими телами, представляет собой цветную полосу с непрерывным переходом одного спектрального цвета в другой.

 Линейчатый спектр дают светящиеся пары и газы. Он состоит из определенного сочетания цветных линий, характерных для каждого химического элемента. Полосатый или молекулярный спектр излучается возбужденными молекулами и имеет вид системы широких полос.

 Спектры поглощения возникают при прохождении белого света сквозь различные вещества, которые поглощают из белого света отдельные участки сплошного спектра. Таким образом, на фоне сплошного спектра видны темные полосы или линии, характеризующие это вещество.

Для качественного исследования видимой части спектра служат специальные приборы – спектроскопы.

 

1. градуировка спектроскопа.

Шкала спектроскопа позволяет определить только относительное положение спектральных линий и расстояние между ними, но не длину волн соответствующих линий. Поэтому, прежде чем приступить к изучению спектров, следует проградуировать спектроскоп по длинам волн известных спектральных линий. Спектры светящихся газов хорошо изучены, и для спектральных линий главнейших элементов составлены таблицы:

Название газа

Цвет линий

λ, нм

Ν

Пары ртути

Красный

Желтый

Зеленый

Голубой

Синий

Фиолетовый

612

578

546

492

436

408

Водород

Красный

Зелено-голубой

Синий

Фиолетовый

656,3

486,1

434

410

Пользуясь этими данными, можно построить кривую градуировки спектроскопа.

Для определения относительного положения полос спектра в окулярной трубе спектроскопа имеется указатель, который при помощи микрометрического винта можно перемещать и совместить с любой спектральной линией; на винте есть миллиметровые деления, а барабан винта разделен на 50 частей. Шаг винта равен 1 мм; следовательно, цена деления на барабане винта:

Числовое значение находят по формуле: L = (N+na) (1), где N-число миллиметров, отсчитанное вдоль шкалы винта; n-число делений на шкале барабана.

 ЗАМЕЧАНИЕ: так как ширина штриха на шкале значительно больше 0,02 мм, то при определении N руководствуются следующим: если число делений на шкале барабана n<45, то при определении N учитывается и штрих, на котором стоит срез барабана; если n>45, то штрих, на котором стоит срез барабана не учитывается, см.рис.1.

       

     

Рис. 1.

При выполнении работы руководствуются

следующим:

  1.  Располагают приборы в соответствии со схемой, приведенной на рис.2:

Рис.2.

  1.  Наблюдая спектр в окуляр и,  осторожно вращая барабан, совмещают указатель окуляра спектроскопа с первой (со стороны длинных волн) хорошо различимой линией спектра и делают отсчет по шкале винта барабана. Затем, вращая барабан, переводят указатель на следующую хорошо видимую линию и опять делают отсчет по шкале винта и барабана и т.д., покуда не будут исчерпаны все видимые линии спектра.

   Результаты измерений заносят в таблицу отсчета, предварительно записав в неё известные длины волн спектра, по которому ведется градуировка.

  1.  Построить график, откладывая на миллиметровой бумаге по горизонтали показания отсчетного механизма, а по вертикали – длины соответствующих волн .

2. определение длины волны,

соответствующей желтой линии в спектре

испускания натрия.

В качестве источника света используйте спиртовку, в пламени которой присутствуют пары натрия.

 В соответствии с пунктом 1.2. определите показания отсчетного механизма. По градуировочной кривой, выполненной в соответствии с пунктом 1.3. определите длину волны.

3. наблюдение спектров поглощения и

определение длин волн в спектре поглощения раствора KMnО4

  1.  В качестве источника света возьмите колбу с раствором KMnО4 в который опущена лампа накаливания. Пронаблюдайте в желто-зеленой области спектра полосы поглощения. Укажите их число.
  2.  Поскольку края полос поглощения видны не четко, точно определить ширину полосы поглощения практически невозможно. Поэтому найдите длины волн для середин полос.

Совместите с серединой полосы спектра поглощения визир отсчетного механизма, снимите показания. Определите длины волн по градуировочной кривой.

Вопросы к отчету:

  1.  Назовите составные части спектроскопа, которые на рис.2 умышленно не обозначены.
  2.  Какие изменения следует произвести в схеме (рис.2), чтобы получить спектр поглощения?
  3.  Что понимают под спектральным анализом? Какие анализы можно выполнить с помощью спектров?
  4.  Объясните происхождение линейчатых спектров по теории Бора.
  5.  Приведите примеры применения спектрального анализа в медицине.

литература

  1.  Ремизов А.Н. «Медицинская и биологическая физика», стр. 510, п.28.7; стр.514 п. 29.

 

3. наблюдение спектров поглощения ВЕЩЕСТВА

  1.  Спектр поглощения вещества получают, разместив его между лампой накаливания и спектроскопом. На фоне сплошного спектра наблюдаются узкие и широкие темные полосы поглощения.
  2.  С помощью спектроскопа и графика пункта (1) определите граничные длины волн поглощения КМпО4 в фиолетовой и  красной  полос поглощения в желто-зеленой части спектра.
  3.  Установить, влияет ли растворитель на спектр поглощения одного и того же вещества (использовать два раствора иода в разных растворителях.
  4.  Установить влияние концентрации раствора на вид спектра. Использовать два раствора  КМпО4  разной концентрации.
  5.  Для каждого спектра изобразите вид спектра (количество и расположение полос) графически, указывая на оси Х длины волн, соответствующие границам и полосам поглощения.   

Вопросы к отчету:

  1.  Описать метод построения градуировочной кривой спектроскопа.
  2.  Метод определения длин волн с помощью спектроскопа.
  3.  Нарисовать схематически  установки для наблюдения спектров излучения и поглощения.
  4.  Показать ход лучей в спектроскопе.
  5.  Продемонстрировать умение работать со спектроскопом.
  6.  Зависит ли вид спектра поглощения от толщины и концентрации раствора?
  7.  Изменяется ли вид спектра поглощения вещества от растворителя?
  8.  Объясните происхождение линейчатых спектров по теории Бора.

литература

  1.  Ремизов А.Н. «Медицинская и биологическая физика», стр. 510, п.28.7; стр.514 п. 29.

 

Лабораторная работа

«градуировка спектроскопа и изучение спектров испускания и поглощения

вещества»

ЛЕЧЕБНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

Г. Витебск, 2005 г.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

40136. Пределы и непрерывность. Числовая последовательность и ее предел. Определение функции, ее непрерывность на языке эпсилон-дельта и языке пределов, равномерная непрерывность 165 KB
  Обратное не верно: xn=nsin n неограниченная не бесконечно большая Функция Функцией y = fx называется закон по которому каждому значению xDfR ставится в соответствие единственное действительное число yR. Функция может быть задана аналитически то есть формулой таблично или графически. y=x2 Если функция задана таблично то чтобы найти значение функции для промежуточных значений аргумента применяют интерполяцию заменяя функцию линейной квадратичной на участке между двумя значениями аргумента. Например fx0=0 = 3  O1...
40137. Производная функции одной переменной. Определение, ее геометрический смысл, простейшие правила вычисления производной (производная от функции, умноженной на константу, от суммы функций, от произведения функций, частного и степени). Производная сложной фун 140 KB
  Производная функции одной переменной. Определение ее геометрический смысл простейшие правила вычисления производной производная от функции умноженной на константу от суммы функций от произведения функций частного и степени. Производная сложной функции. Если предел  и конечен то его значение называют производной функции f в т.
40138. Дифференцирование функций многих переменных: производная по направлению, частные производные, дифференциал, Производная от сложных функций, градиент, направления убывания, геометрический смысл градиента 141 KB
  Если то функция называется дифференцируемой по x в точке x0 y0. 1 2  для  0  0:  x yDz  Ox0 y0 {x0 y0}: zx y  O Значение lim не должно зависеть от способа стремления точки x y к точке x0 y0: на плоскости для функции нескольких переменных При разных  получаем разные значения lim  lim не . Непрерывность Функция zx y называется непрерывной в точке x0 y0 если: 1. Если функция z = zx y дифференцируема в точке по совокупности аргументов то она непрерывна в этой точке.
40139. Определенный интеграл и его геометрический смысл (задача о площади криволинейной трапеции). Приближенное вычисление определенных интегралов, формулы трапеций и Симпсона 165.5 KB
  Пусть функция у = fx определена на отрезке [а b]. Обозначим через На каждом из сегментов выберем произвольные точки и составим интегральную сумму: Обозначим диаметр разбиения если  конечный не зависящий от способа разбиения отрезка [а b] и выбора точек то его значение называется определенным интегралом от функции fx его обозначение а функция fx называется интегрируемой по Риману на [а b]. Если функция fx интегрируема на [а b] то она ограничена на этом сегменте. ДОКВО Если функция fx не ограничена на [а b] то...
40140. Приведение задач линейного программирования к каноническому виду. Методы искусственного базиса 66 KB
  Основная теорема ЛП: если задача ЛП имеет решение то целевая функция достигает экстремального значения хотя бы в одной из угловых точек многоугольника решений. Таким образом с теоретической точки зрения решение задачи ЛП выглядит следующим образом: можно найти все угловые точки многоугольника решения высчитать в них значение ЦФ выбрать наибольшее наименьшее. процесс нахождения угловых точек сравним по трудности с решением исходной задачи. В этом заключается основная идея СМ которая предполагает: 1 уметь находить первоначальное базисное...
40141. ОПТИМАЛЬНЫЕ ЛИНЕЙНЫЕ ФИЛЬТРЫ СИГНАЛОВ НА ФОНЕ ПОМЕХ 1.62 MB
  Смысл слова выделение сигнала совпадает с понятием оценки сигнала. Пусть имеется сумма сигнала и шума: 6.1 Требуется чтобы оценка сигнала являющаяся откликом на воздействие t рис.
40142. ОПТИМАЛЬНОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ 231.5 KB
  3 Тема №3 Основы теории обнаружения и различения сигналов ОПТИМАЛЬНОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ Обнаружение сигналов как статистическая задача Пусть на вход обнаружителя поступает сумма сигнала st и шума nt представляющая собой случайный непрерывный процесс 7. Дискретизация проводится в соответствии с теоремой Котельникова: для дискретизации аналогового сигнала без потерь информации частота отсчетов должна быть в...
40143. ОПТИМАЛЬНОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ КВАЗИДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ 241 KB
  Для этого потребуется определить распределение вероятностей достаточной статистики у поступающей на пороговое устройство а именно распределение вероятностей корреляционного интеграла y при отсутствии  = 0 и наличии  = 1 сигнала st на входе обнаружителя.5 рассчитываются характеристики оптимального обнаружения детерминированного сигнала в белом шуме.1 сплошными линиями показаны характеристики оптимального обнаружения детерминированного сигнала в белом шуме. Характеристики обнаружения позволяют определить минимальную энергию...
40144. ОПТИМАЛЬНОЕ РАЗЛИЧЕНИЕ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ 360 KB
  5 Рош а б ОПТИМАЛЬНОЕ РАЗЛИЧЕНИЕ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ Различение двух детерминированных сигналов. Постановка задачи и правило принятия решения Задача различения сигналов находит широкое распространение в дискретной радиосвязи когда передача символа 1 связана с излучением сигнала s1t а передача символа 0 связана с излучением другого сигнала s2t отличающегося от s1t хотя бы одним какимнибудь своим параметром. Поэтому решение о том какой из сигналов принимается может осуществляться с ошибкой. Отсюда возникает задача...