Теория метода

Для успешного выполнения данной работы Вам необходимо предварительно изучить теоретический материал, предшествующий этой работе.

Как известно, раскаленные твердые и жидкие тела, а также газы большой плотности, независимо от их состава испускают сплошные и линейчатые спектры. Полосатые спектры испускаются возбужденными молекулами газа, линейчатые – атомами. Обычно полосатые спектры испускаются не очень разряженными, а линейчатые – очень разряженными газами (или парами). Все металлы в газообразном состоянии также дают линейчатые спектры. Каждый химический элемент испускает типичный для него спектр. Для анализа спектров служат спектральные приборы.

Спектроскопом называется прибор, служащий для пространственного разделения лучей различных длин волн, причем, наблюдение полученного спектра в целом или отдельных спектральных линий производится визуально.

Оптическая схема простейшего спектроскопа дана на рисунке. Основной частью спектроскопа является призма Р, которая разлагает в спектр пучок параллельных лучей немонохроматического света. Левая часть прибора – коллиматорная труба – состоит из узкой щели и линзы ; назначение коллиматора – давать параллельный пучок света, падающий на призму. Для этого щель располагается в главной фокальной плоскости линзы . Так как лучи разной длины волны отклоняются призмой на разные углы (дисперсия), то из призмы выходят параллельные пучки различных направлений. С помощью второй линзы параллельные пучки собираются в различных точках ее фокальной плоскости. В результате на экране (или на фотопластинке) проектируется ряд изображений входной щели. Если источник света излучает волны всевозможных длин (например, лампочка накаливания), то все изображения входной щели в различных лучах на экране непосредственно примыкают друг к другу, т.е. получается сплошной спектр. При излучении же источником света волн лишь определенных длин (например, разрядные газовые трубки) изображения входной щели окажутся пространственно разделенными, и в результате получится линейчатый спектр.

Ф

В фокальной плоскости линзы в спектроскопе устанавливается окуляр для визуального наблюдения. Если в плоскости установить щель , то сквозь нее будет проходить узкий монохроматический пучок. При вращении призмы вокруг оси, перпендикулярной плоскости чертежа, весь спектр будет смещаться в плоскости и щель будет выделять практически различные лучи. Такой прибор, служащий для выделения монохроматического пучка, называется монохроматором. Если изображение щели , наблюдается с помощью окуляра в виде отдельной монохроматической линии, то монохроматор превращается в спектроскоп. Поскольку в спектроскопах поворот призмы осуществляется при помощи барабана с делениями, то каждому положению барабана соответствует определенная длина волны выходящего света. Градуировочный график спектроскопа выражает зависимость между длиной волны выходящего светового пучка и делениями барабана. Цена одного деления барабана – 0,02 мм.