ИЗУЧЕНИЕ СПЕКТРОВ РАЗЛИЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА Исследовательская работа по физике

Владислав: Здравствуйте, я Ломоносов Владислав

 Севастиан: и я Лабутин-Антипов Севастиан, учащиеся Школы № 879   представляем Вашему вниманию  работу « ИЗУЧЕНИЕ СПЕКТРОВ  РАЗЛИЧНЫХ  ИСТОЧНИКОВ СВЕТА»

В.: Цель нашей работы : получить и исследовать  спектры    различных источников света.

С.: Актуальность  заключается в том, что изучение спектров  различных  источников света  (или веществ)  лежит в основе так, называемого спектрального метода, который широко применят в различных областях деятельности человека.

В.: Метод исследования:  это эксперимент, лабораторный опыт, изучение и анализ литературы, анализ полученных данных.

С.:  Спектроскопия – это раздел физики, который изучает спектры излучения и поглощения различных веществ. Чтобы хорошо  разобраться в теме нашей работы нам необходимо  было начать с  истории научных открытий.

В.: Исаак Ньютон  сделал наблюдение, что, когда луч света падает на поверхность стеклянной призмы под углом к поверхности, часть света отражается, а часть проходит через стекло, образуя разноцветные полосы.

С.:  Он предположил, что свет состоит из потока частиц разных цветов, и что частицы разного цвета движутся с различной скоростью в прозрачной среде.

В.:  Разложение белого света при прохождении его через призму (опыт Ньютона) -  один из самых наглядных примеров дисперсии света.

С.: Диспе́рсия све́та (разложение света) — это явление, обусловленное зависимостью абсолютного  показателя преломления  вещества от частоты (или длины волны) света.

В..:  После Ньютона самый важный вклад в изучение спектров внесли два выдающихся немецких ученых  Густав Кирхгоф и Роберт Бунзен.  Они работали вместе и вместе собрали прибор, который им позволил повторить опыт Ньютона.

С.: Данное устройство  стало прообразом современных спектроскопов.

Они сделали вывод,  что каждый химический элемент имеет собственный характерный признак в виде спектральных линий, которые появляются, когда образец нагревается до такой температуры, чтобы он превратился в горячий газ. По спектральным линиям можно определить химический состав исследуемого образца. Они открыли новый способ исследования веществ – спектральный анализ.

В.: Данный метод широко используется  в современной жизни. По  отпечаткам пальцев помогает криминалистам найти преступника. Его применяют в астрофизике, так как другого способа узнать из чего состоит Солнце, звезды, планеты просто нет.

С.:  Для наших исследований мы использовали спектроскоп, видеокамеру и компьютер с программным  обеспечением «Цифровая лаборатория» фирмы «Научные развлечения» для обработки данных.

В.: Вначале мы постарались найти информацию о видах спектра. Какие они бывают. Мы выяснили из литературы, что спектры, получаемые от светящихся тел, называются спектрами испускания (или излучения). Спектры испускания бывают трех видов: сплошные, линейчатые  и  полосатые.

С.: Наблюдая в спектроскопе за разогретыми газами,  мы заметили, что не все цвета спектра присутствуют на полученных изображениях, некоторые из них  отсутствовали, появились темные зоны. Наши образцы: неон, водород, ртуть, аргон, гелий, криптон. Их спектр  прерывистый. Полученные фотографии мы сравнили со шкалой спектров в справочной литературе и выяснили, что данные спектры относятся к линейчатым спектрам. Темные  появившиеся зоны являются зонами поглощения некоторых цветов спектра. 

В.: Следующим нашим исследуемым  образцом была  лампа накаливания. В лампе есть нить , сделанная из вольфрама, металла, который  нагревается до очень высокой температуры. Мы наблюдали  спектр, который выглядит непрерывной радужной полоской с постепенным переходом цветов от красного к фиолетовому. 

 С.: Образцом  для изучения спектра стала энергосберегающая лампа (люминесцентная). Наблюдая за свечением  данной лампы,   изучив полученный спектр,  сравнив его с табличным значением,   мы определили,  какой газ находится в трубке лампы. 

В.: Мы решили проверить,   какой  спектр  дает светодиодная лампа, она  так же как и энергосберегающая лампа покрыта внутри люминофором. Свет,   как бы

переизлучается,   перед тем как,  попасть в спектроскоп. Но в спектроскопе через окуляр  мы увидели четкое  изображение трех основных цветов спектра – это красного, зеленого и синего, именно, эти цвета при их смешивании выдают нам   белый свет.  Данные цвета   представляют собой широкие полоски, яркого свечения.

С.: Следующий образец это  полупроводниковый  лазерный источник. Его направлять прямо в коллиматор нельзя так, как  его яркость очень велика!!!!  Для этого около спектроскопа мы поместили белый лист бумаги  старались  светить лазером на этот лист.  Лазер дает один только   определенный цвет  спектра   - это красный . Поэтому мы просто определили  его длину волны.

В.: Следующий опыт это опыт  с парами натрия.  Вместе с Людмилой Доржиевной  мы  попытались   провести  следующий  эксперимент. Перед щелью коллиматора  учитель расположил фителек из ваты,  смоченной в спирте,   огонь посыпали поваренной солью. Происходила вспышка,  мы  постарались зафиксировать  полученную вспышку – яркое свечение. От сильного жара соль (хлористый натрий)  мгновенно разлагалась. Натрий превращался в горячие пары, они  то и светились  ярко-желтым светом. В спектроскопе  появились две  рядом стоящие желтые линии.

С.: Итак, проведя ряд опытов,  мы пришли к выводам: Образцы разогретых  газов до высокой температуры дают линейчатый спектр.

В: Мы наблюдали сплошной спектр лампы накаливания. Красному цвету соответствует – от 625  до 740  нанометром, фиолетовому -  от 380  до 440 нм.

С.: Внутри   энергосберегающей лампы  находятся    пары  ртути.  

В: Светодиодная лампа дает нам сочетание  трех ярких компонентов  спектра – красного, зеленого, синего.

С.: Длина волны красного лазера составила  в пределах  от 650-700 нм.

В: Пары натрия дают ярко желтый   свет, поглощая,  при этом остальные цвета спектра.

В.: Мы узнали что спектры испускания бывают трех видов: сплошные, линейчатые  и  полосатые.

С.: Мы сделали первые шаги в изучении спектрального анализа и его применении.