Лабораторная работа №10 A
Исследование спектров инертных газов
Цель работы – идентификация инертного газа путем определения длин волн его спектральных линий.
Краткие сведения из теории
Надежным бесконтактным способом определения химического состава вещества является способ, основанный на изучении его спектра испускания. Ионизованные одноатомные газы при достаточном разрежении испускают излучение с линейчатым спектром, который в монохроматоре представляет собой ряд тонких линий, имеющих на различных участках видимой области спектра определенный цвет (от фиолетового до красного). Излучение возбужденного атома подчиняется законам квантовой механики. Согласно квантово-механическим представлениям, испускание фотона характеристического излучения в оптическом диапазоне происходит в результате спонтанного перехода внешнего (валентного) электрона атома из стационарного состояния с энергией E1в состояние с меньшей энергией Е2, при этом
– постоянная Планка, – круговая частота излучения. Поглощение излучения атомом является процессом, обратным испусканию, и сопровождается возбуждением атома, т. е. переходом внешнего электрона в состояние с большей энергией. Состояние сложного атома в рамках LS типа связи задается набором квантовых чисел: , где – полные орбитальное и спиновое квантовые числа атомного остова, который образуется из атома при удалении внешнего электрона; l – орбитальное квантовое число внешнего электрона; L, S— полные орбитальное и спиновое квантовые числа атома; J – квантовое число полного момента импульса атома. Состояния атома, соответствующие различным наборам квантовых чисел , определяют спектр атома.
Радиационные переходы происходят только между двумя такими состояниями атома, для которых справедливы следующие правила отбора:
(77.2)
Необходимо усвоить, что правила отбора являются фактически