Badanie widma emisyjnego gazów.
Wyznaczanie nieznanych długości fal.

Szuptarski Łukasz

Temat: „Badanie widma emisyjnego gazów. Wyznaczanie nieznanych długości fal.”

I. Zagadnienia do samodzielnego opracowania.

1. Równanie Maxwella jako podstawa matematycznego opisu propagacji fal elektromagnetycznych.

2. Zjawisko dyspersji.

3. Modele atomu według Bobra.

4. Rodzaje widm ze szczególnym uwzględnieniem widm liniowych.

5. Zasada działania spektroskopu.

II. Wykonanie ćwiczenia.

1. Połączyć obwód według schematu. Przed uruchomieniem przyrządów zgłosić się do prowadzącego ćwiczenia, aby w jego obecności włączyć induktor i ustawić układ tak, by na matówce w okularze lunety spektrometru oglądać intensywne widmo liniowe na tle oświetlonej ( z zewnętrznego źródła) wskazówki połączonej z bębnem skali spektrometru.

2. Przesuwając bęben skali spektrometru, odczytać położenie wszystkich linii widmowych.

3. Z tabeli odczytać długość fal λ_He zaobserwowanych linii gazu wzorcowego, którym jest hel.

Lp.	λHe [µm]	Barwa
1.	0.4026	Fiolet
2.	0.4111	Fiolet
3.	0.4388	Fiolet
4.	0.4471	Niebieska
5.	0.4713	Niebieska
6.	0.4922	Niebiesko-zielona
7.	0.5016	Zielona
8.	0.5878	Żółta
9.	0.6678	Czerwona
10.	0.7065	Czerwona

4. Wykreślić krzywą dyspersji spektrometru λ_He = ƒ(L_He)

5. Zamienić rurkę Plückera na wypełnioną innym gazem, dającą inne widmo liniowe. Na podstawie wykreślonej krzywej dyspersji znaleźć długość fali linii wskazanych przez prowadzącego ćwiczenia.

Schemat układu.

Schemat spektrometru.

III. Tabela pomiarowa

Lp.	Barwa linii	LHe	ΔL	λHe [µm]	LNe	Barwa linii	Δλx	λx	Λx ±Δλ [µm]
1.	Fioletowa	65,9	0,1	0,4111	149,4	Czerwona			0,6041
2.	Fioletowa	73,9		0,4388	150,7	Czerwona			0,6051
3.	Niebieska	89,2		0,4471	152	Czerwona			0,6060
4.	Niebiesko-zielona	100,8		0,4922	152,7	Czerwona			0,6065
6.	Zielona	106,6		0,5016	156	Czerwona			0,6089
7.	Żółta	135		0,5878	157,5	Czerwona			0,6099
8.	Czerwona	152,1		0,6678	159,6	Czerwona			0,6113
9.	Czerwona	158,4		0,7065	160,7	Czerwona			0,6120

IV. Obliczenia:

Przekształcam wzór:

L(λ - λ₀) - L₀ (λ -
) - β = 0

Obliczam układ trzech równań z trzema niewiadomymi:

Obliczam długość fali ze wzoru Hartmanna oraz dokładność długości fali:

Obliczenia dla pierwszego wiersza:

= 0.722-

V. Wnioski:

Otrzymana krzywa dyspersji wyznaczona przy pomocy znanych długości fal, jakie wysyła hel w widmie widzialnym, niejako przeskalowuje skalę spektrometr z wartości L na wartość długości fali λ wyrażoną w nanometrach. Ze względu na kształt krzywej dyspersji błąd określenia długości nieznanej fali λ przy tym samym błędzie odczytu ΔL jest tym większy im większą wartość ma nieznana długość fali.

---