Atomka_Otchet_3
.docxФГАОУ ВПО «Уральский Федеральный университет имени первого президента России Б. Н. Ельцина»
Кафедра теоретической физики и прикладной математики.
Лабораторная работа №3
«Изучение электронно-колебательных спектров двухатомных молекул»
Студентка: Махнёва А.В.
Группа: Фт-320501
Преподаватель: Корзов К. Н.
Екатеринбург
2014 г.
Цель работы: ознакомиться с методами спектроскопии на примере изучения спектра пропускания паров йода и нахождения энергии диссоциации молекулы йода.
Описание установки:
Спектрофотометр СФ 56 -1; ЭВМ, состоящая из монитора - 2 и системного блока - 3; стабилизированный источник питания – 4
Ход работы: с помощью спектрофотометра был получен спектр пропускания паров йода, результат был выведен на экран компьютера; по данным спектрограммы был составлен график зависимости «периода» осцилляций от их номера – данные представлены в таблице и изображены графически. Получившаяся зависимость экстраполирована прямой линией, по графику производился расчет энергии диссоциации молекулы йода.
«Зависимость «периода» осцилляций от их номера»:
|
№осц |
Δν, см-1 |
№осц |
Δν, см-1 |
№осц |
Δν, см-1 |
|
1 |
118,815 |
16 |
12,1744 |
31 |
79,8931 |
|
2 |
105,112 |
17 |
181,567 |
32 |
70,0323 |
|
3 |
103,892 |
18 |
84,3562 |
33 |
63,4796 |
|
4 |
115,844 |
19 |
91,5085 |
34 |
71,039 |
|
5 |
106,763 |
20 |
31,7742 |
35 |
67,9858 |
|
6 |
108,172 |
21 |
60,6844 |
36 |
64,8608 |
|
7 |
109,609 |
22 |
35,3221 |
37 |
58,0279 |
|
8 |
108,28 |
23 |
90,543 |
38 |
58,3832 |
|
9 |
104,041 |
24 |
84,898 |
39 |
51,3793 |
|
10 |
102,479 |
25 |
92,3274 |
40 |
59,0581 |
|
11 |
106,635 |
26 |
79,8902 |
41 |
59,4229 |
|
12 |
99,1811 |
27 |
80,5945 |
|
|
|
13 |
97,375 |
28 |
81,3081 |
|
|
|
14 |
116,517 |
29 |
78,5987 |
|
|
|
15 |
96,7871 |
30 |
72,3513 |
|
|
|
Волновое число, см-1 |
«Период» осцилляций, см-1 |
Частота соответствующей линии, Гц |
Частотный «период» осцилляций, Гц |
||
|
15840,32948 |
118,815111 |
4,7521*1014
|
3,56445*1012
|
||
|
15959,14459 |
105,112438 |
4,7877*1014
|
3,15337*1012
|
||
|
16064,25703 |
103,891719 |
4,8193*1014
|
3,11675*1012
|
||
|
16168,14875 |
115,844088 |
4,8504*1014
|
3,47532*1012
|
||
|
16283,99284 |
106,762779 |
4,8852*1014
|
3,20288*1012
|
||
|
16390,75561 |
108,171956 |
4,9172*1014
|
3,24516*1012
|
||
|
16498,92757 |
109,609218 |
4,9497*1014
|
3,28828*1012
|
||
|
16608,53679 |
108,28033 |
4,9826*1014
|
3,24841*1012
|
||
|
16716,81712 |
104,040746 |
5,015*1014
|
3,12122*1012
|
||
|
16820,85786 |
102,479418 |
5,0463*1014
|
3,07438*1012
|
||
|
16923,33728 |
106,63547 |
5,077*1014
|
3,19906*1012
|
||
|
17029,97275 |
99,1810678 |
5,109*1014
|
2,97543*1012
|
||
|
17129,15382 |
97,3750346 |
5,1387*1014
|
2,92125*1012 |
||
|
17226,52885 |
116,516584 |
5,168*1014
|
3,4955*1012 |
||
|
17343,04544 |
96,7871388 |
5,2029*1014
|
2,90361*1012 |
||
|
17439,83258 |
12,1744032 |
5,2319*1014
|
3,65232*1012
|
||
|
17452,00698 |
181,567345 |
5,2356*1014
|
5,44702*1012
|
||
|
17633,57433 |
84,3562202 |
5,2901*1014
|
2,53069*1012
|
||
|
17717,93055 |
91,508457 |
5,3154*1014
|
2,74525*1012
|
||
|
17809,439 |
31,7741998 |
5,3428*1014
|
9,53226*1011
|
||
|
17841,2132 |
60,6843986 |
5,3524*1014
|
1,82053*1012
|
||
|
17901,8976 |
35,3221298 |
5,3706*1014
|
1,05966*1012
|
||
|
17937,21973 |
90,5430237 |
5,3812*1014
|
2,71629*1012
|
||
|
18027,76275 |
84,8979952 |
5,4083*1014
|
2,54694*1012
|
||
|
18112,66075 |
92,3274169 |
5,4338*1014
|
2,76982*1012
|
||
|
18204,98817 |
79,8902388 |
5,4615*1014
|
2,39671*1012
|
||
|
18284,87841 |
80,5945054 |
5,4855*1014
|
2,41784*1012
|
||
|
18365,47291 |
81,3081258 |
5,5096*1014
|
2,43924*1012
|
||
|
18446,78104 |
78,5987336 |
5,5340*1014
|
2,35796*1012
|
||
|
18525,37977 |
72,3513065 |
5,5576*1014
|
2,17054*1012
|
||
|
18597,73108 |
79,8931294 |
5,5793*1014
|
2,39679*1012
|
||
|
18677,62421 |
70,0323367 |
5,6033*1014
|
2,10097*1012
|
||
|
18747,65654 |
63,4796497 |
5,6243*1014
|
1,90439*1012
|
||
|
18811,13619 |
71,039034 |
5,6433*1014
|
2,13117*1012
|
||
|
18882,17523 |
67,9858498 |
5,6647*1014
|
2,03958*1012
|
||
|
18950,16108 |
64,8607909 |
5,685*1014
|
1,94582*1012
|
||
|
19015,02187 |
58,0279134 |
5,7045*1014
|
1,74084*1012
|
||
|
19073,04978 |
58,3831637 |
5,7219*1014
|
1,75149*1012
|
||
|
19131,43294 |
51,3792559 |
5,7394*1014
|
1,54138*1012
|
||
|
19182,8122 |
59,0581095 |
5,7548*1014
|
1,77174*1012
|
||
|
19241,87031 |
59,4228768 |
5,7726*1014
|
|
||
Расчет искомой величины – энергии диссоциации молекулы йода:
-
собственная частота колебаний в молекуле;
-
граничная частота;
-
энергия i-го колебательного
состояния;
-
энергия возбуждения продуктов диссоциации;
-
энергия диссоциации основного состояния.
Среднее значение собственной частоты колебаний в молекуле:
=
2,55116*1012
Гц
Энергия возбуждения продуктов диссоциации:
=h*
=0,010562
эВ.
Энергия диссоциации молекулы йода:
Граничная частота:
=сνгран
Окончательно энергия диссоциации:
=
2,7964
эВ.
Вывод: в данной работе мы изучали спектр пропускания паров йода с помощью спектрофотометра СФ 56, были получены графики зависимостей «периода» осцилляций от волнового числа и номера осцилляций. На основании построенных графиков была вычислена энергия диссоциации молекулы йода:
=
2,7964
эВ.
Отметим, что полученный результат хорошо укладывается в оценочный диапазон значений данной величины – от 1,5 до 3 эВ.