nr cwicz. 304	data		Wydzial Elektryczny	Semestr IV	grupa T3 nr lab. 4
prowadzacy			przygotowanie	wykonanie	ocena ostatecz.

Badanie widm za pomoca spektroskopu.

Swiatlo emitowane przez dowolne zródlo promieniowania sklada sie z fal elektromagnetycznych o róznych dlugosciach. Mozemy sie o tym przekonac wykorzystujac pryzmat - przyrzad posiadajacy zdolnosc dyspersji, czyli rozszczepienia swiatla. Gdy swiatlo biale, po przejsciu przez waska podluzna szczeline, pada na pryzmat, ulega dwukrotnie zalamaniu na sciankach lamiacych oraz roszczepieniu barwnemu polegajacemu na róznym odchyleniu promieni o róznych barwach. Promienie czerwone odchylane sa najmniej, a fioletowe najsilniej.

Rozszczepienie jest bezposrednim nastepstwem faktu, ze wspólczynnik zalamania zalezy od dlugosci fali. Dyspersja osrodka nazywamy pochodna wspólczynnika zalamania wzgledem dlugosci fali

.

Wielkosc te mozemy przedstawic w postaci funkcyjnej, gdyz znana jest przyblizona zaleznosc wspólczynnika zalamania od dlugosci fali, Ma ona dla cial przezroczystych postac

gdzie A i B sa pewnymi stalymi.

Uwzgledniajac powyzsze znajdujemy, ze dyspersje osrodka w zaleznosci od dlugosci fali wyraza sie wzorem

Widzimy, ze dyspersja osrodka wzrasta szybko, gdy dlugosc fali maleje.

Wielkosc rozszczepionej przez pryzmat zalezy nie tylko od dyspersji osrodka, lecz równiez od kata padania i kata lamiacego. Wielkoscia charakteryzujaca rozszczepienie dla danego pryzmatu jest dyspersja katowa pryzmatu

,

gdzie
jest katem odchylania.

Obraz rozszczepionej wiazki na ekranie nazywamy widmem promieniowania danego zródla swiatla. Ciala stale w podwyzszonej temperaturze emituja promieniowanie o widmie ciaglym, zawierajacym wszystkie mozliwe dlugosci fal.

Gazy dwuatomowe i bardziej zlozone. pobudzone do swiecenia, emituja dlugosci fal z pewnych przedzialów, dajac widmo pasmowe.

Gazy jednoatomowe oraz pary cial stalych promieniuja widmo liniowe, w którym wystepuje zespól kilku do kilkudziesieciu dlugosci fal o scisle okreslonych wartosciach.

Do badania widm uzywa sie spektroskopów , w których elementem rozszczepiajacym swiatlo jest siatka dyfrakcyjna lub pryzmat.

Przebieg cwiczenia.

1. Oswietlic lampe kolimatora lampa wzorcowa.

2. Odczytac polozenie linii widmowych na skali przyrzadu i z tablicy znalezc odpowiadajace im dlugosci fali.

3. Na papierze milimetrowym wykreslic krzywa dyspersji.

4. Zbadac widmo lampy. Podac, jakim gazem jest wypelniona.

Informacje dodatkowe.

1. Spekroskop zostal zastapiony monochromatorem.

2. Krzywa dyspersji monochromatora
wykreslamy dla znanego widma. Wartosc s odczytujemy na srubie mikrometrycznej monochromatora, gdy linia widma znajduje sie na przecieciu nici pajeczych okularu.

3. Dlugosc fal widma lampy wzorcowej:

czerwona slaba	772.8 nm	12.35
czerwona slaba	737.2 nm	12.455
czerwona slaba	690.7 nm	12.555
czerwona mocna	623.4 nm	12.875
czerwona slaba	612.3 nm	12.955
pomaranczowa slaba	607.2 nm	12.995
pomaranczowa slaba	589.0 nm	13.145
zólta bardzo mocna	579.1 nm	13.235
zólta bardzo mocna	576.9 nm	13.255
zólto zielona b. slaba	567.5 nm	13.35
zielona b. mocna	546.1 nm	13.57
niebiesko - zielona slaba	536.5 nm	13.695
niebieska b. slaba	504.6 nm	14.125
niebieska b. slaba	502.6 nm	14.155
niebieska mocna	499.1 nm	14.25
niebieska b. mocna	491.6 nm	14.32
niebieska b. mocna	435.8 nm	14.435
niebieska b. slaba	434.7 nm	15.485
niebieska b. slaba	433.1 nm	15.56
fioletowa slaba	407.8 nm	16.25
fioletowa mocna	404.6 nm	16.35

W doswiadczeniu nalezalo stwierdzic, jakie gazy znajduja sie w rurkach Geisslera, poslugujac sie jego widmem emisyjnym. Po wykresleniu krzywej dyspersji i po porównaniu wyników uzyskanych dla poszczególnych gazów mozna stwierdzic, iz w jednej z rurek znajdowal sie neon, natomiast w drugiej rtec.

Zestawienie wyników dla gazu pierwszego ( dla wybranych wartosci dlugosci fal, porównanie z neonem):

Uzyskane wyniki Wyniki tabelaryczne

12.75 641 [nm] silny czerwony 640 [nm] silny

12.82 614 [nm] silny czerwony 614.3 [nm] silny

13.065 595 [nm] b. slaby 594.5 [nm] b. slaby

17.175 584 [nm] silny 585.2 [nm] b. silny

13.65 539 [nm] slaba 540.0 [nm] b. slaby

Zestawienie wyników dla gazu drugiego (porównanie z rtecia):

Uzyskane wyniki Wyniki tabelaryczne

13.235 579.1 [nm] silny zólty 579.1 [nm] b. mocny

13.25 576.9 [nm] silny zólty 577.0 [nm] b. mocny

13.565 546.1 [nm] b. mocna zielona 546.1 [nm] silna

14.31 491 [nm] slaby 491.0 [nm] slaby

15.44 435.8 [nm] b.mocny zielony 435.8 [nm] b. mocny

16.24 407.8 [nm] slaby 407.8 [nm] slaby

16.36 404.6 [nm] mocny fioletowy 404.8 [nm] b. mocny

Wnioski

Z porównania przedstawionego powyzej wynika, iz pomiary odpowiadaja wartosciom tabelarycznym neonu i rteci. Wynika stad, iz w rurce pierwszej znajdowal sie neon, natomiast w drugiej rtec.

---