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.