Відмінності між версіями «Спектральні трубки»

Версія за 18:24, 23 травня 2017

Роботу виконує Шевченко Максим 32гр.

Загальний опис (принцип дії)

Атоми кожного хімічного елемента мають строго визначені резонансні частоти, в результаті чого саме на цих частотах вони випромінюють або поглинають світло. Це призводить до того, що в спектроскопі на спектрах видно лінії (темні або світлі) в певних місцях, характерних для кожної речовини. Інтенсивність ліній залежить від кількості речовини і її стану. У кількісному спектральному аналізі визначають склад досліджуваної речовини по відносній або абсолютній интенсивності ліній в спектрах. Спектральні трубки дозволяють досліджувати спектри випромінювання газів, якими вони наповнені. Джерело живлення з набором спектральних трубок може також використовуватися як джерело випромінювання з відомим лінійчатим спектром для градуювання спектрометра навчального СУ-1 або іншого спектрального апарата.
Спектральна трубка складається з двох скляних балончиків, з'єднаних між собою капілярною трубкою. На кінцях балончиків приварені електроди, які припаяні до металевих цоколів і мають вушка для приєднання проводів. Подача на трубку високочастотної високовольтної напруги (~ 2 - 7 кВ) забезпечує безперервну роботу в номінальному режимі. При слабкому світінні або мерехтінні трубки напругу можна збільшувати або зменшувати.

Історична довідка

Попередниками спектральних трубок були, так звані, трубки Гейслера. Вони були сконструйовані Юліусом Плюккером в 1855 році. Згодом виготовленням таких трубок старанно і массово почав займатися його колега Генріх Гейслер, на честь якого вони й були названі. Ці трубки в майбутньому й послужили основою для всього сучасного газорозрядного обладнання й широкого спектру газонаповнених електронних приладів. Відмінність їх від сучасних спектральних трубок полягає в тому, що трубки Гейслера були найрізноманітніших форм та з різним внутрішнім тиском.

Технічні характеристики

Спектральні трубки при спостереженні через монохроматор мають чіткий лінійчатий спектр наступного складу:

• водень - три поодинокі лінії червоного, блакитного та фіолетового кольору;
• гелій - поодинокі лінії жовтого, зеленого і фіолетового кольору;
• криптон - поодинокі лінії жовтого, зеленого і фіолетового кольору;
• неон - безліч ліній червоного, жовтого, зеленого і синього кольору з переважанням
• червоних ліній.
  

Індикатор ТСУ-Н з водневим наповненням, забезпечує видиме випромінювання основних ліній атомарного водню, який можна зареєструвати монохроматором або дифракційної гратами. Випромінювання молекулярного водню спостерігається у вигляді слабкого фону.
Напруга виникнення розряд щонайменше 4500 В.
Напруга підтримки розряду не більше 6000 В.
Номінальний струм - 5 мА.
Виходная частота джерела живлення - 40 ± 10 кГц.

Індикатор з наповненням «інертні гази» ТСУ-Hе, ТСУ-Ne, ТСУ-Kr, забезпечують видиме випромінювання основних ліній в спектрах випромінювання даних елементів, яке можна зареєструвати монохроматором або дифракційної гратами.
Напруга виникнення розряду щонайменше 4000 В.
Напруга підтримки розряду не більше 2000 В.
Номінальний струм - 0,5 мА.
Вихідна частота джерела живлення - 40 ± 10 кГц.

Сфера застосування

В 1860 році Кірхгоф та Бунзер порівнюючи спектри трубок зі спектрами полум'я поставлених позаду них металів переконалися, що навіть в блискучих спектрах електричних іскор немає ніякого зміщення ліній, спостережуваного ними в полум'ї. В роботі 1860 року вони повідомили, що за допомогою нового методу їм вдалося безперечно довести існування в лужній групі калію, натрію, літію і невідомого четвертого металу. Трохи згодом цей новий метал, під назвою цезію, був детально описаний Бунзеном. Саме за допомогою спектрального аналізу дізналися хімічний склад Сонця і зірок. Виявилося, що зірки складаються з тих же самих хімічних елементів, які є і на Землі. Завдяки порівняльній простоті і універсальності спектральний аналіз є основним методом контролю складу речовини в металургії, машинобудуванні, атомній індустрії. За допомогою спектрального аналізу визначають хімічний склад руд і мінералів. У астрофізиці під спектральним аналізом розуміють не лише визначення хімічного складу зірок, газових хмар і т.д., але і знаходження за спектрами багатьох інших фізичних характеристик цих об'єктів: температури, тиску, швидкості руху, магнітної індукції.Ще ширше спектральний аналіз використовують в медицині. Його можна використовувати для діагностування, а також для того, щоб визначати сторонні речовини в організмі людини.

Фото, відео-матеріали

Спектральні трубки

Спектральні трубки

Список використаних джерел