Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Звіт лабораторної роботи з фізики №46 Мета роботи: Ознайомитись із структурою молекулярних спектрів поглинання водних розчинів
, CuSO4, KMnO4 і визначити сталу Планка за молекулярним спектром поглинання водного розчину біхромату калію
Прилади і обладнання: Монохроматор УМ – 2, неонова лампочка, кювети з водними розчинами
, CuSO4, KMnO4, конденсорна лінза Теоретичні відомості та опис установки Для визначення сталої Планка
в даній лабораторній роботі вивчають спектр поглинання водного розчину біхромату калію
. Відомо, що кванти світла, які поглинаються цим розчином, викликають розпад іонів
згідно рівняння
+
. (1) Найбільша довжина хвилі
, яка здатна викликати розпад іона
, відповідає початку поглинання в спектрі розчину і задовольняє умові
, (2) де
( стала Планка;
– швидкість світла у вакуумі;
– енергія, яку необхідно затратити для реакції розпаду іона
. Ця енергія
дорівнює
, (3) де
( тепловий ефект реакції (для реакції (1)
),
( число Авогадро. Із співвідношень (2) і (3) отримуємо робочу формулу для знаходження сталої Планка
. (4) Лабораторна установка для вивчення спектрів поглинання водних розчинів зібрана на базі монохроматора УМ-2, який використовується як спектроскоп. Оптична схема установки наведена на рис. 1, а її загальний вигляд – на рис. 2. На рис. 1 схематично виділені оптичні елементи, що входять до складу монохроматора. Як видно з рис.1, сфокусоване конденсорною лінзою 3 світло проходить через досліджуваний розчин 4 і потрапляє на вхідну щілину 6 монохроматора. Далі, пройшовши дисперсійну призму 8, світловий промінь через об’єктив зорової труби 9 досягає окуляр 11. Рис. 1 1 – джерело світла; 2 – захисний кожух джерела світла; 3 – конденсорна лінза; 4 – кювета з досліджуваним розчином; 5 – збиральна лінза; 6 – вхідна щілина; 7 – об’єктив коліматора; 8 – дисперсійна призма; 9 – об’єктив зорової труби; 10 – візир; 11 – окуляр.
Рис. 2 1 – джерело світла (лампочка розжарювання) в захисному кожусі; 2 – конденсорна лінза; 3 – неонова лампочка в захисному кожусі; 4 – кювета з досліджуваним розчином; 5 – монохроматор УМ–2; 6 – окуляр; 7; 8 ( регулювальні гвинти; 9 – барабан довжин хвиль; 10 – блок живлення установки. ЗАВДАННЯ 1. Градуювання монохроматора
, Ǻ 7092 6929 6678 6599 6402 6334 6266 6143 5975 5852  
, відн.од. 2576 2542 2462 2438 2366 2336 2306 2260 2176 2130  
ЗАВДАННЯ 2. Вивчити спектри поглинання водних розчинів: мідного купоросу CuSO4, біхромату калію K2Cr2O7, марганцевокислого калію KMnO4 та визначити сталу Планка Таблиця 2 Назва речови-ни Спектральні смуги поглинання h·1034, Дж·с   Початок поглинання Максимум поглинання Кінець поглинання    
, відн.од. 
, Å 
, відн.од. 
, Å 
, відн.од. 
, Å 8,73  K2 CrO7 - - 2560 7012 2200 6015   CuSO4 1590 4983 1310 4716 - -   KMnO4 2080 5670 1680 5142 1422 4880    h=2.42*105*6513/6.02*1023*299792458=8.73 Висновок: в даній лабаратоній роботі ми знайшли сталу Планка за молекулярним спектром поглинання