Теоретичні відомості. Тема: Спостереження спектрів випромінювання

Тема: Спостереження спектрів випромінювання

Мета: Спостерігати суцільні спектри денного світла, розжареного металу та люмінесцентної лампи., лінійчаті спектри випромінювання газів. Засвоїти на дослідах основні положення теорії випромінювання та поглинання.

Обладнання: Спектроскоп двохтрубний, високовольтний генератор"Спектр-1", набір спектральних трубок, лампа розжарювання, люмінесцентна лампа, розчини барвних речовин, кольорові скла, кольорові олівці.

Теоретичні відомості

Якщо випромінювання джерела світла направити на скляну призму і на шляху променів, що пройшли крізь призму, поставити екран, то на екрані можна спостерігати набір кольорових смуг - спектр. Причина явища, що спостерігається, полягає в тому, що світлові промені будь-якого кольору мають однакову швидкість с у вакуумі і різну у будь якому прозорому середовищі (наприклад, у склі). Швидкість поширення світлової хвилі залежить від її довжини (частоти) за гіперболічним законом. Явище залежності швидкості поширення хвилі від її довжини (частоти) зветься «дисперсією». Оскільки абсолютний коефіцієнт заломлення речовини залежить від швидкості поширення світлових хвиль у даному середовищі, то промені різної довжини хвилі (різного кольору) заломлюються по-різному. Тому після проходження білого світла крізь скляну призму виникає так званий спектр білого світла (знайома всім веселка).

Вид спектра залежить від джерела досліджуваного світла. Світні тверді і рідкі (розплавлені) тіла випромінюють комплекси променів із поступовим переходом від хвиль однієї довжини до хвиль іншої довжини, тому спектр їхнього випромінювання має вигляд кольорової смужки із забарвленням, що безупинно змінюється. Це так звані суцільні спектри. Світні пари і гази (полум'я, світло газорозрядних електричних трубок) дають спектри переривчасті або лінійчаті, що складаються з окремих кольорових ліній від променів з різними довжинами хвиль.

Спектр сонячного випромінювання має вид суцільного спектра, але з великим числом темних тонких ліній поглинання, що утворюються від поглинання сонячного світла розпеченими парами і газами поверхні Сонця. Спостерігати такі спектри поглинання можливо за допомогою доскона-лих оптичних пристроїв.

У даній роботі для створення різних видів випромінювання використовуєть-ся високовольтний генератор "Спектр-1" для запалювання спектральних трубок, набір спектральних трубок з газами (гелій, водень, криптон, аргон), лампа розжарювання, люмінесцентна лампа, а для спостереження спектрів –двохтрубний спектроскоп (мал.1). Він складається з підставки 1, столика 2,

на якому укріплені: коліматорна трубка 4 (для спрямування на призму пучка променів від вузької щілини), призма 5 для розкладання світла, зорова трубка 6, мікрометр 7 для оцінювання відстані між спектральними лініями, що спостері-гаються.