Лабораторная работа оптика
градуировка спектроскопа и определение длины волны спектральных линий
1 цель работы: наблюдение сплошных и линейчатых спектров испускания.
2 оборудование: спектроскоп. электрическая лампочка, свеча или спиртовка. поваренная соль (сухая). светофильтры или пробирки с различного цвета жидкостями.
3 теоретические сведения:
опыт показывает, что лучи разной цветности при прохождении через стеклянную или кварцевую призму преломляются по-разному: красные лучи слабее, фиолетовые сильнее.
это явление носит название дисперсии. если на пути через призму лучей поставить экран, то лучи разной цветности попадут на разные участки экрана, и на нем появится цветная полоса - действительное изображение дисперсионного (призматического) спектра. если призму поставить между источником света и окуляром, можно рассматривать через окуляр мнимое изображение спектра. в последнем случае получим так называемый спектроскоп.
одной из особенностей дисперсионного спектра является его неравномерность: красная часть спектра сжата, фиолетовая - растянута.
цель настоящей работы - изучить с спектроскопа спектры испускания и поглощения газов и паров некоторых веществ.
4 наблюдение спектров испускания
сплошной спектр
1) зажечь свечу или включить электрическую лампочку, поставить ее на подставку.
2) расположить свечу (или лампу) так, чтобы ее пламя приходилось против щели коллиматора.
3) проверить, параллельна ли щель коллиматора преломляющему ребру призмы спектроскопа.
4) рассмотреть полученный сплошной спектр, найти в нем основные спектральные цвета.
5) сравнить полученный спектр со спектром дневного света и с изображением сплошного спектра в таблице.
линейчатый спектр
1) зажечь спиртовку или свечу, поставить ее на подставку.
2) расположить спиртовку (или свечу) так, чтобы ее пламя приходилось против щели коллиматора.
3) внести в пламя спиртовки (или свечи) на графитовом стержне, водой и поваренной солью.
4) рассмотреть полученный линейчатый спектр паров натрия и обратить внимание на характерные для данного вещества спектральные линии.
5) сравнить полученный линейчатый спектр с изображением его в таблице. зарисовать (схематически) спектр в тетради.
5 контрольные вопросы
5.1 какие цвета и оттенки вы различаете в спектре?
5.2 как влияет ширина щели спектроскопа на вид получаемого вами спектра?
5.3 помещая перед щелью спектроскопа различные окрашенные стекла, наблюдайте за изменением вида спектра.
5.4 на рисунке изображены спектры поглощения трех смесей газов. сравнить спектры поглощения и определить, содержится ли в этих трех смесях один и тот же газ, спектр поглощения которого состоит из четырех темных линий.
Диффу́зия (лат. diffusio — распространение, растекание, рассеивание, взаимодействие) — процесс взаимного проникновения молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму[1]. В некоторых ситуациях одно из веществ уже имеет выравненную концентрацию и говорят о диффузии одного вещества в другом. При этом перенос вещества происходит из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией (вдоль вектора градиента концентрации).
Примером диффузии может служить перемешивание газов (например, распространение запахов) или жидкостей (если в воду капнуть чернил, то жидкость через некоторое время станет равномерно окрашенной). Другой пример связан с твёрдым телом: атомы соприкасающихся металлов перемешиваются на границе соприкосновения. Важную роль диффузия частиц играет в физике плазмы.
Скорость протекания диффузии зависит от многих факторов. Так, в случаеметаллического стержня тепловая диффузия проходит с огромной скоростью. Если же стержень изготовлен из синтетического материала, тепловая диффузия протекает медленно. Диффузиямолекул в общем случае протекает ещё медленнее. Например, если кусочексахара опустить на дно стакана с водой и воду не перемешивать, то пройдёт несколько недель, прежде чем раствор станет однородным. Ещё медленнее происходит диффузия одного твёрдого вещества в другое. Например, если медьпокрыть золотом, то будет происходить диффузия золота в медь, но при нормальных условиях (комнатная температура и атмосферное давление) золотосодержащий слой достигнет толщины в несколько микронов только через несколько тысяч лет. Другой пример: на золотой слиток был положен слиток свинца, и под грузом за пять лет свинцовый слиток проник в золотой слиток на сантиметр.
Первое количественное описание процессов диффузии было дано немецкимфизиологом А. Фиком в 1855 году.