Описание прибора.
Для исследования спектров поглощения используется спектрограф ИСП – 51. Общая схема прибора показана на рис.2
Рис. 4
Свет от лампы накаливания 1, пройдя коллиматор 2 прибора, параллельным пучком падает на систему призм, размещенных в корпусе спектрометра 3. Спектрометр разлагает пучок белого света в спектр и поворачивает осевой луч на 900. Разложенный пучок света с помощью объектива фокусируется на матовое стекло 5 для визуального наблюдения спектра. Поворот призм осуществляется ручкой 6 микрометрического винта, на котором размещены две шкалы. Правая шкала имеет 27 делений, каждое из которых соответствует полному обороту микрометрического винта, левая – 100 делений, каждое из которых соответствует 0,01 оборота винта. Отсчет угла поворота призм производится по этим шкалам относительно риски, нанесенной на кольце между шкалами.
ВНИМАНИЕ. Вращение микрометрического винта производить плавно, не прилагая чрезмерных усилий.
На пути луча белого света от лампы накаливания 1 установлен магазин 4 со сменными светофильтрами. Передвигая пластину магазина светофильтров можно на пути следования луча белого света установить исследуемый светофильтр или оставить окно открытым.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Работа состоит из двух упражнений. В первом упражнении производится градуировка спектроскопа, во втором – изучение спектров поглощения исследуемых веществ с использованием градуировочной кривой, полученной в первом упражнении.
Упражнение 1 градуировка спектроскопа
Произвести градуировку спектроскопа - означает установить, какой длине световой волны соответствуют деления отсчётного устройства спектроскопа. В настоящей работе градуировка спектроскопа производится по сплошному спектру, излучаемому лампой накаливания. Для градуировки спектроскопа следует выполнить следующие операции:
Включить лампу накаливания. Установить перед коллиматором окно магазина без светофильтра. Настроить спектроскоп таким образом, чтобы был хорошо виден сплошной спектр от лампы накаливания.
Определить приблизительные границы цветов в спектре. Точно эти границы определить невозможно, т.к. переход от одного цвета к другому происходит постепенно. Для определения местоположения границ цветов в сплошном спектре поворотом ручки 6 микрометрического устройства (рис. 4) переместить спектр таким образом, чтобы черная нить визира в поле зрения окуляра была установлена на левой границе красной части спектра. Сделать отсчет по шкалам отсчетного устройства. Затем с помощью ручки 6 переместить спектр так, чтобы нить визира была установлена на границе между красным и оранжевым цветами, произвести отсчет. Точно также определить границы между оранжевым и желтым, желтым и зеленым и т.д. цветами. Результаты измерений занести в таблицу 1, в которой приведены длины волн границ различных цветов.
Таблица 1
-
№№
опыта
Границы цветов
λ,
нм
α,
дел.
1
Левая граница красного цвета
760
2
Граница красного и оранжевого
696
3
Граница оранжевого и желтого
571
4
Граница желтого и зеленого
532
5
Граница зеленого и голубого
492
6
Граница голубого и синего
445
7
Граница синего и фиолетового
439
8
Правая граница фиолетового
400
3. По результатам измерений построить градуировочный график. С этой целью выбрать интервал изменения и масштабную сетку длин волн λ по оси ординат, интервал изменения и масштабную сетку показаний отсчетного устройства α по оси абсцисс. Например, интервал длины волны λ по оси ординат можно выбрать в пределах от 400 до 800 нм при цене наименьшего деления масштабной сетки 10, 20 или 50 нм. На графике строят оси координат, на которых наносят пределы изменения и масштабную сетку для измеряемых величин. Далее в соответствии с данными таблицы 1 на графике ставят экспериментальные точки. Нанесенные на график точки соединяют плавной линией, которая будет называться градуировочной кривой спектроскопа.
По возможности, построить график с помощью компьютера в программе Microsoft Excel (Таблицы Excel). Подобрать аппроксимирующую функцию градуировочной кривой, необходимую для выполнения упражнения 2.