Измерение длин волн ультрафиолетовых линий по изображению фотопластинки

Увеличенное изображение фотопластинки со спектрами излучения водородной газоразрядной трубки, ртутной и натриевой ламп в ближней ультрафиолетовой и видимой (кроме красной) областях спектра показано на рис. 5.3. Спектр получен на призменном спектрографе ИСП-28, все оптические детали которого изготовлены из кварца, прозрачного для ультрафиолетовых лучей. Поскольку фотопластинка имела интервал чувствительности от 230 до 500 нм, красная линия  на ней не зафиксирована. На фрагменте спектра, показанном внизу на рис. 5.3 присутствуют около семи линий серии Бальмера атомарного водорода, большое число более слабых линий и полоса сплошного спектра молекулярного водорода Н₂ (см. работу 11). Линии серии Бальмера атомарного водорода отличаются от линий молекул Н₂, ОН тем, что их интенсивность (значительная в видимой области) и интервалы между линиями монотонно убывают с уменьшением длины волны . На снимке есть также два изображения миллиметровой шкалы и спектр излучения атомов ртути Hg и известная желтая линия с длиной волны 589,3 нм натрия Na (см. работы 6, 9). Эти спектры нужны для градуировки спектрографа – определения зависимости длины волны  от ее положения  на шкале или снимке.

Выполните измерения положения спектральных линий на листе бумаги (номер варианта указывается преподавателем):

1. Измерьте положение  (в мм) линии натрия с 589,3 нм (между делениями 225 и 220 шкалы), началом отсчета могут быть или край листа, или край изображения. Внесите результат в табл. 5.2

Рис. 5.3. Изображение фотопластинки со спектрами излучения газоразрядных ламп: натриевой, ртутной и водородной

Таблица 5.2

№	Спектр атома	Вблизи деления шкалы	, мм	, нм		Относительная интенсивность
1	Hg	200		435,83		10
2
3
4	Hg	195		407,78		6
5	Hg	195		404,63		9
6	Hg	190		390,6		3
7	Hg	180		366,29		8
8	Hg	180		365,48		10
9	Hg	180		365,02		10
Ультрафиолетовые линии водорода Н				Оценка	Точно
10
11
…	…

2. Измерьте положение линий ртути и линий водорода , , внесите результат в табл. 5.2, значения длин волн линий ,  возьмите из табл. 5.1.

3. Измерьте положение линий водорода ,  и, возможно, еще нескольких, внесите результаты в табл. 5.2.

4. По данным табл. 5.2 постройте примерный градуировочный график  (см. Прил.4). Если кривая получится не очень гладкой, с изломами, повторно измерьте  и проверьте, правильно ли сопоставлены линиям длины волн. Добейтесь получения гладкой кривой (см. рис. П4.1 в Прил.4).

5. По градуировочному графику оцените (см. рис. П4.2 в Прил.4) длины волн всех измеренных ультрафиолетовых линий , ,…, внесите результаты в табл. 5.2.

6. С помощью программы (исполняемого файла) splines.exe, выполняющей сглаживание градуировочных данных сплайнами (см. Прил. 5) определите более точные значения длины волн всех измеренных ультрафиолетовых линий , ,…, внесите результаты в табл. 5.2. Предварительно подберите значение параметра , при котором градуировочный график  будет достаточно гладкой линией.