Обработка результатов измерений.
Приступают к обработке результатов измерений. Начинают с того, что вычисляют волновые числа полос и строят график зависимости, откладывая по оси ординат, а по оси абсцисс (рекомендуемый масштаб графика: по оси - 200 см-1 на 1 см, по оси - 2 на 1 см; начало координат при =0 и=15000 см-1). С помощью этого графика прежде всего могут быть выявлены грубые измерительные ошибки. В случае больших отклонений отдельных точек, которые обычно связаны с такими ошибками, следует произвести повторные измерения длин волн полос и уточнить значения .
Дальнейшая обработка ведется одним из двух методов - графическим либо расчетным.
Г р а ф и ч е с к и й м е т о д. Продолжая график в его линейной части до пересечения с осью, находят волновое число электронного переходаэл (длинноволновую границу полосатого спектра).
С помощью формулы (3.45) при =4 находят не менее 10 значений первых разностей волновых чиселдля=12, 16, 20, 24, 28, 32, 36, 40, 44, 48, которые используют для построения графика(рекомендуемый масштаб: по оси- 10 см-1 на 1 см, по оси - 5 на 1 см; начало координат при=0 и=0). Пользуясь этим графиком, определяют волновое числокол, соответствующее частоте колебаний молекулы, а также значение граничного колебательного числа гр. По формуле (3.43) определяют коротковолновую границу полосатого спектра гр, а по формуле (3.36) - постоянную ангармоничности молекулы.
Двумя способами (с помощью (3.41) и (3.44)) определяют энергию диссоциации молекулы йода в возбужденном электронном состоянии, а с помощью (3.46) - в основном электронном состоянии.
Р а с ч е т н ы й м е т о д . Обработка выполняется с помощью программируемого микрокалькулятора по приведенной в приложении программе. Предлагаемая программа реализует вычисление по методу наименьших квадратов постоянных параметров, входящих в формулу (3.40). Эту формулу можно представить в виде
эл(3.47)
где
(3.48)
В результате расчета, осуществляемого с использованием экспериментальных значений и , не менее чем по 10 полосам, получают численные значенияэл, и . Используя их, с помощью системы (3.48) находяткол и .
;.
Затем по формулам (3.36) и (3.44) вычисляют гр и . С мощью формулы (3.46) находят гр и .
Контрольные вопросы
1. Объяснить ход потенциальной кривой молекулы.
2. Дать физическое обоснование выделения различных видов внутримолекулярного движения.
3. Каков порядок величины электронной, колебательной и вращательной энергии молекулы?
4. Как зависит вид конфигурационной кривой от квантового числа электронного состояния?
5. Дать описание колебаний в молекуле с помощью моделей гармонического и ангармонического осцилляторов.
6. Что такое первые разности энергии и каковы закономерности их изменения?
7. Дать определение энергии диссоциации молекулы. Какова ее связь с колебательными параметрами молекулы?
8. Как квантуется вращательная энергия молекулы?
9. Каковы типы оптических спектров молекулы, их характерные частоты и длины волн?
10. Объяснить происхождение спектра поглощения молекулы йода.
11. Какова закономерность расположения полос в спектре поглощения молекулы йода?
12. Как из спектра поглощения определить энергию диссоциации, частоту колебаний и постоянную ангармоничности молекулы?
13. Каким образом можно найти точное положение границ полосатого спектра?