Спектри и спектрална апаратура
Целта на урока: ние формираме представа за това как се изследва излъчването на различни източници на светлина; и каква е спектралната плътност на интензитета на излъчване.
1.Проверка на домашната работа по метода на индивидуалното проучване
а) Откъде светлинният източник черпи енергията си?
б) Кое лъчение е най-разпространено?
в) Какво е електролуминесценция?
Г) Защо телевизионните екрани и осцилоскопите с електроннолъчеви тръби светят?
Г) Какво е хемилуминесценция?
Д) Защо флуоресцентните лампи са по-икономични от лампите с нажежаема жичка?
Ж) В студено време много животни спят свити на кълбо. Защо?
2.Изучаване на нов материал
A)Разпределение на енергията в спектъра.
В излъчването на всички източници на светлина присъстват всички дължини на вълните, няма източник на светлина с монохроматично излъчване. Това твърдение е доказано експериментално.
Енергията на светлинния източник се разпределя по всички дължини на вълните или по всички честоти. = с;
Интензитетът на радиацията или плътността на потока на електромагнитното излъчване се определя от енергията W, която се приписва на всички честоти.Нека въведем нова физическа величина, за да характеризираме разпределението на радиацията по дължини на вълните (или честоти). Тази стойност се нарича спектрална плътност на интензитета на излъчване. Означаваме: I(ν) – интензитет на излъчване;
I е интензитетът на излъчване на спектрална празнина. Ако сумираме всички изрази за честотите на спектъра, тогава получаваме плътността на радиационния поток - I. Стойността на спектралната плътност на радиационния поток може да се намери емпирично.
С помощта на призма получаваме спектъра на излъчване на източника на светлина и измерваме плътността на радиационния поток в малък спектрален интервал. През очитеневъзможно е да се оцени разпределението на енергията, тъй като очите ни имат селективна способност за светлина, жълто-зелената част на спектъра изглежда по-ярка от останалите. За експеримента се взема черно тяло, което поглъща светлинни вълни от всички честоти. Енергията на излъчване ще предизвика нагряване на черното тяло, ако измерите температурата преди експеримента и в края му, можете да изчислите количеството енергия, погълнато за единица време.
Обикновеният термометър няма да работи, има ниска чувствителност. По-добре е да вземете съпротивителен термометър, в който чувствителният елемент е тънка метална плоча, покрита със сажди, която абсорбира светлина от всички дължини на вълната.
Тази термочувствителна плоча ще бъде поставена в различни части на спектъра. По степента на нагряване на плочата в различни части на спектъра може да се види, че червената част на спектъра се нагрява най-много, а на окото изглежда, че е жълто-зелена.
Нека построим графика на зависимостта на спектралната плътност на интензитета на излъчване от честотата.
I(ν)