1) Дифракционная решётка - это спектральный прибор, состоящий из большого количества щелей (параллельных). На каждой щели происходит дифракция света. При изменении угла наблюдения (относительно решётки), между светом в определённом направлении от щелей возникает разность хода (между лучами из разных щелей). Для излучения с определённой длиной волны возникают максимумы при некоторых углах. Углы зависят от длины волны и от шага решётки.
Таким образом можно наблюдать спектр света, который падает на решётку (поскольку есть зависимость направления на спектральный максимум от длины волны).
Длинноволновые сигналы отклоняются сильнее.
Главные максимумы есть нескольких порядков. Количество эффективно наблюдаемых (неперекрывающихся) зависит от ширины спектра наблюдаемого излучения и качества решётки (количества штрихов на мм).
Дисперсия - это зависимость показателя преломления среды от длины волны электромагнитного излучения. Поскольку от показателя преломления зависит отношения углов падения и преломления, призмой можно разложить свет на спектральные составляющие.
Здесь каждая составляющая идёт только в одном направлении.
Какой свет сильнее отклоняется - зависит от отношения показателей преломления среды и материала из которого сделана призма.
Отличия. После призмы каждая спектральная составляющая отклоняется только в одном направлении. После дифракционной решётки - каждая составляющая идёт во всех направлениях, но неравномерно - имеет свои главные и побочные максимумы.
Визуально это проявляется так: После призмы видна сплошная полоса или линейчатый спектр - от синего до красного. После дифракционной решётки виден ахроматический максимум (посередине) и несколько максимумов справа и слева - уже расслаивающиеся на составляющие. Если рассматривается предмет - в максимумах первого порядка - его составляющие разных цветов могут перекрываться. Дальше они лучше разведены, но могут начать перекрываться соседние максимумы.
Природа явлений разная.
Частоты отклоняются по-разному.
2) -
3) При увеличении количества щелей в дифракционной решетке возрастает разрешающая дифракционной решетки. Поэтому на изображении дифракционной картины максимумы станут уже. Можно выразить это формулами.
4) а) -
б) - расстояние между дифракционными линиями будет увеличиваться, то есть спектр будет расширяться
1. Гелий - одноатомный газ. Внутренняя энергия одноатомного газа равна U = 1,5vRT, где v - колличество вещества, R - универсальная газовая постоянная, R = 8,31 Дж*К/моль, T - температура газа. Количество вещества гелия можно вычислить по формуле v = m/M, где m - масса, М - молярная массса гелия. Изменение внутренней энергии равно dU = 1,5vRdT = 1,5(m/M)RdT. Если подставить числа, то будет dU = 1,5*(400/4)*8,31*20 = 24930 Дж = 24,93 кДж (примерно соответствует ответу) 2. Данный процесс - изобарный (при постоянном давлении). Для такого процесса выполняется равенство V1/T1 = V2/T2, откуда V2 = V1*(T2/T1). Работа газа при изобарном процессе считается так A = P(V2 - V1) = P(V1*(T2/T1) - V1) = PV1(T2/T1 - 1) = 100000*0,7*(296/280 - 1) = 4000 Дж = 4 кДж (получилось!) 3. Это - тоже изобарный процесс. Удельная теплоёмкость с - это количество теплоты, сообщаемое единице массы газа, чтобы нагреть его на один градус. Значит, к газу подведена теплота Q = c*m*dT. По первому закону термодинамики Q = dU + A. Но работа совершается над газом, поэтому в закон она должна входить со знаком минус, так что Q = dU - A, а поскольку А =PdV, то Q = dU -PdV, dU = Q + PdV = cmdT + PdV = 1000*0,2*40 + 150000*0,01 = 8000 + 1500 = 9500 = 9,5 кДж 4.В первом случае процесс - изобарный. Так что Q1 = dU + PdV. Во втором случае процесс - изохорный, работа не совершается, А = 0, так что Q2 = dU. Т.к. Q2 - Q1 = dQ - известно, то dQ = PdV = (m/M)RdT, откуда MdQ = mRdT, M = mRdT/dQ = 2,5*8,31*8/83100 = 2 г/моль.
1) Дифракционная решётка - это спектральный прибор, состоящий из большого количества щелей (параллельных). На каждой щели происходит дифракция света. При изменении угла наблюдения (относительно решётки), между светом в определённом направлении от щелей возникает разность хода (между лучами из разных щелей). Для излучения с определённой длиной волны возникают максимумы при некоторых углах. Углы зависят от длины волны и от шага решётки.
Таким образом можно наблюдать спектр света, который падает на решётку (поскольку есть зависимость направления на спектральный максимум от длины волны).
Длинноволновые сигналы отклоняются сильнее.
Главные максимумы есть нескольких порядков. Количество эффективно наблюдаемых (неперекрывающихся) зависит от ширины спектра наблюдаемого излучения и качества решётки (количества штрихов на мм).
Дисперсия - это зависимость показателя преломления среды от длины волны электромагнитного излучения.
Поскольку от показателя преломления зависит отношения углов падения и преломления, призмой можно разложить свет на спектральные составляющие.
Здесь каждая составляющая идёт только в одном направлении.
Какой свет сильнее отклоняется - зависит от отношения показателей преломления среды и материала из которого сделана призма.
Отличия.
После призмы каждая спектральная составляющая отклоняется только в одном направлении. После дифракционной решётки - каждая составляющая идёт во всех направлениях, но неравномерно - имеет свои главные и побочные максимумы.
Визуально это проявляется так:
После призмы видна сплошная полоса или линейчатый спектр - от синего до красного.
После дифракционной решётки виден ахроматический максимум (посередине) и несколько максимумов справа и слева - уже расслаивающиеся на составляющие. Если рассматривается предмет - в максимумах первого порядка - его составляющие разных цветов могут перекрываться. Дальше они лучше разведены, но могут начать перекрываться соседние максимумы.
Природа явлений разная.
Частоты отклоняются по-разному.
2) -
3) При увеличении количества щелей в дифракционной решетке возрастает разрешающая дифракционной решетки. Поэтому на изображении дифракционной картины максимумы станут уже.
Можно выразить это формулами.
4) а) -
б) - расстояние между дифракционными линиями будет увеличиваться, то есть спектр будет расширяться
в) -
1. Гелий - одноатомный газ. Внутренняя энергия одноатомного газа равна U = 1,5vRT, где v - колличество вещества, R - универсальная газовая постоянная, R = 8,31 Дж*К/моль, T - температура газа. Количество вещества гелия можно вычислить по формуле v = m/M, где m - масса, М - молярная массса гелия. Изменение внутренней энергии равно dU = 1,5vRdT = 1,5(m/M)RdT. Если подставить числа, то будет dU = 1,5*(400/4)*8,31*20 = 24930 Дж = 24,93 кДж (примерно соответствует ответу)
2. Данный процесс - изобарный (при постоянном давлении). Для такого процесса выполняется равенство V1/T1 = V2/T2, откуда V2 = V1*(T2/T1). Работа газа при изобарном процессе считается так A = P(V2 - V1) = P(V1*(T2/T1) - V1) = PV1(T2/T1 - 1) = 100000*0,7*(296/280 - 1) = 4000 Дж = 4 кДж (получилось!)
3. Это - тоже изобарный процесс. Удельная теплоёмкость с - это количество теплоты, сообщаемое единице массы газа, чтобы нагреть его на один градус. Значит, к газу подведена теплота Q = c*m*dT. По первому закону термодинамики Q = dU + A. Но работа совершается над газом, поэтому в закон она должна входить со знаком минус, так что Q = dU - A, а поскольку А =PdV, то Q = dU -PdV, dU = Q + PdV = cmdT + PdV = 1000*0,2*40 + 150000*0,01 = 8000 + 1500 = 9500 = 9,5 кДж
4.В первом случае процесс - изобарный. Так что Q1 = dU + PdV.
Во втором случае процесс - изохорный, работа не совершается, А = 0, так что Q2 = dU. Т.к. Q2 - Q1 = dQ - известно, то dQ = PdV = (m/M)RdT,
откуда
MdQ = mRdT, M = mRdT/dQ = 2,5*8,31*8/83100 = 2 г/моль.