Лабораторный дискуссионный эксперимент 14: атомная спектроскопия
В этом эксперименте у студентов есть возможность заметить и признать, как на самом деле работает процесс спектрометрии, и они также могут наблюдать, как разные вещества излучают разные цвета из-за конкретной излучаемой длины волны. Цели этого эксперимента были достигнуты посредством первоначальной калибровки спектроскопа и связанного с ним градуировочного графика, понимания того, как работает спектр излучения, и знания того, что различные металлы испускают характерные спектры излучения пламени. Общий метод, связанный с первой частью, состоит в том, чтобы просто калибровать спектроскоп, просматривая его на фоне флуоресцентного света в качестве нулевого эталона. Вторая часть состоит только из просмотра спектроскопа и наблюдения спектра с помощью водородной лампы. После определения показания шкалы наблюдаемая длина волны может быть рассчитана с использованием уравнения, полученного из градуировочного графика. Чтобы определить переход энергии, который представляет каждая из наблюдаемых линий, необходимо найти начальное значение n, которое выполняется с помощью уравнения: E = -2,178 × 10-18J ((1 / n2final) – (1 / n2initial)). Третья часть в основном связана с сжиганием NaCl, CaCl2, LiCl, SrCl2, BaCl2 и KCl с целью изучения цветов, излучаемых с помощью спектрометра и без использования спектрометра.
Для первой части спектрометр является основным направлением эксперимента. Спектрометр – это инструмент, который позволяет людям рассматривать определенный свет как набор определенных длин волн. Он должен быть откалиброван, чтобы обеспечить исправление систематической ошибки. В первую очередь это связано с тем, что показания, полученные с помощью спектроскопа, не будут точно соответствовать принятым значениям, поэтому калибровка прибора весьма важна и необходима для эксперимента. Для правильной калибровки спектроскопа сначала получите набор известных длин волн излучения для газа, который доступен из эталонного источника. В этом случае набор известных выбросов дается от линий ртути, наблюдаемых в люминесцентном свете. Спектр линии излучения ртути имеет длину волны 404,7 нм для фиолетового, 435,8 нм для синего, 546,1 нм для зеленого и 579,0 для желтого. Эти линии представляют отдельные компоненты источника света, в этом случае ртуть образует флуоресцентные лампы. После получения набора данных запишите длины волн, наблюдаемые для газа, с использованием спектроскопа. Подготовьте график известных (эталонных) длин волн в зависимости от наблюдаемых длин волн. На этом калибровочном графике наблюдаемые линии излучения могут быть скорректированы в соответствии с длинами волн, записанными с помощью более точных приборов. График калибровки имел положительный наклон, когда мы нарисовали линейное наименьшее квадратное приближение. Уравнение прямой и R2 было
Y = 125,97x-91,22
R2 = 0,9268
Значение y соответствует показанию шкалы спектроскопа, а значение x соответствует длине волны (нм). Связанный с этим источник ошибки, который мог бы привести к этой разнице, состоит в том, что имелись некоторые небольшие помехи показаниям водородной лампы из-за того, что на заднем плане было некоторое количество флуоресцентного света, которое могло повлиять на полученные нами значения, таким образом, наши расчеты, чтобы найти начальное значение n будет колебаться для каждого из испускаемых цветов.
Во второй части, касающейся электронных переходов, которые мы получили для красного, зеленого, синего и фиолетового, начальные значения n следующие: красный (3), зеленый (3), синий (5) и фиолетовый (8). Известные переходы для спектра атомной эмиссии водорода следующие: красный (3), зеленый (4), синий (5) и фиолетовый (6). Полученные нами значения для зеленого и фиолетового отличаются на единицу и на два. Что касается значений длины волны, которые мы получили во второй части, процентная ошибка для фиолетового составляет 4,57%, для синего – 3,79%, для зеленого – 15,94%, а для красного – 5,15%. Зеленый имеет самую высокую процентную ошибку, и это соответствует тому, как зеленый имеет наибольшую разницу в начальном значении n. Также покрытие над огнями могло повлиять на наши результаты. Если бы это было так, мы бы отбросили наши цифры, когда мы вычислили наблюдаемую длину волны водородной лампы. Это может быть причиной наших процентных ошибок во второй части. Другим источником ошибки, связанной со второй частью, может быть то, что мы неправильно выровняли щель в спектроскопе, что привело бы к неточному считыванию шкалы.
Основная концепция, связанная с третьей частью, заключается в том, как при нагревании атомов возбужденные электроны поднимаются до более высоких энергетических уровней, а когда электроны падают, они излучают квант энергии, длину волны (цвет) наблюдаемого света это разница между двумя уровнями энергии. Мы видим только те переходы, которые связаны с видимой длиной волны. У NaCl было оранжевое пламя, и через спектроскоп появилась только оранжевая линия, у CaCl2 было оранжево-красное пламя, а через спектроскоп – зеленая линия. SrCl2 казался красным со спектрометром и без него, в то время как LiCl имел фиолетово-красное пламя, а через спектрометр казался просто красным. Наконец, KCl имел бледно-индиго-пламя, выглядящее зеленым / желтым с помощью спектрометра, а BaCl2 имел желто-зеленое пламя и был исключительно зеленым с помощью спектрометра. Все спектры солей металлов, по-видимому, содержат только один или два цвета, и цвета в спектре не сильно отличаются от цвета, видимого невооруженным глазом. Чтобы уточнить, если кто-то видел цвет без спектроскопа, а затем просматривал спектроскоп, им было бы понятно, что соль металла имеет этот спектр. Наконец, с уменьшением энергии света снижалась и интенсивность.
Есть несколько разных циклов, вокруг которых вращается Земля. Некоторые из циклов были затронуты катастрофой Фукусима-Дайхатсу. Завод в Фукусиме пострадал от землетрясения силой 9,0 балла. Растения,
Трение – это сила, которая приводит к предотвращению движения объекта. Трение повсюду, когда один объект вступает в контакт с другим, возникает трение. Сила действует в
Тиристор – это тип диода, который позволяет току течь тогда и только тогда, когда на его клемму затвора подается управляющее напряжение. Этот вид диода имеет