304Z, Nr ˙wicz


Nr ćwicz.

304

Data:

12.11.97

Arkadiusz Sitek

Wydział

Elektryczny

Semestr:

I

Grupa:

T4

prowadzący: prof. dr hab. Danuta Wróbel

Przygotowanie:

Wykonanie:

Ocena ostat.:

Temat: Badanie widm za pomocą spektroskopu.

0x01 graphic

Światło emitowane przez dowolne źródło promieniowania składa się z fal elektromagnetycznych o różnych długościach. Możemy się o tym przekonać wykorzystując pryzmat - przyrząd posiadający zdolność dyspersji, czyli rozszczepienia światła. Gdy światło białe, po przejściu przez wąską podłużną szczelinę, pada na pryzmat, ulega dwukrotnie załamaniu na ściankach łamiących oraz rozszczepieniu barwnemu polegającemu na różnym odchyleniu promieni o różnych barwach. Promienie czerwone odchylane są najmniej, a fioletowe najsilniej.

Rozszczepienie jest bezpośrednim następstwem faktu, że współczynnik załamania zależy od długości fali. Dyspersją ośrodka nazywamy pochodną współczynnika załamania względem długości fali

0x01 graphic
0x01 graphic
.

Wielkość tę możemy przedstawić w postaci funkcyjnej, gdyż znana jest przybliżona zależność współczynnika załamania od długości fali, Ma ona dla ciał przezroczystych postać

0x01 graphic

gdzie A i B są pewnymi stałymi.

Uwzględniając powyższe znajdujemy, że dyspersję ośrodka w zależności od długości fali wyraża się wzorem

0x01 graphic

Widzimy, że dyspersja ośrodka wzrasta szybko, gdy długość fali maleje.

Wielkość rozszczepionej przez pryzmat zależy nie tylko od dyspersji ośrodka, lecz również od kąta padania i kąta łamiącego. Wielkością charakteryzującą rozszczepienie dla danego pryzmatu jest dyspersją kątową pryzmatu

0x01 graphic
,

gdzie 0x01 graphic
jest kątem odchylania.

Obraz rozszczepionej wiązki na ekranie nazywamy widmem promieniowania danego źródła światła. Ciała stałe w podwyższonej temperaturze emitują promieniowanie o widmie ciągłym, zawierającym wszystkie możliwe długości fal.

Gazy dwuatomowe i bardziej złożone. pobudzone do świecenia, emitują długości fal z pewnych przedziałów, dając widmo pasmowe.

Gazy jednoatomowe oraz pary ciał stałych promieniują widmo liniowe, w którym występuje zespół kilku do kilkudziesięciu długości fal o ściśle określonych wartościach.

Do badania widm używa się spektroskopów , w których elementem rozszczepiającym światło jest siatka dyfrakcyjna lub pryzmat.

Widmo absorpcyjne - układ ciemnych pasm (dla ciał stałych i cieczy) lub linii (dla gazów).

Fotoluminescencja - niektóre ciała można pobudzić do świecenia przez naświetlanie ich z innego źródła. Ten rodzaj świecenia nazywamy fotoluminescencją.

Reguła Stokesa - badając widmo luminescencji dla tej samej substancji można zauważyć, że to ostatnie jest przesunięte bardziej w stronę fal długich. Ta prawidłowość nosi nazwę reguły Stokesa i może być wytłumaczona na bazie zasady zachowania energii. Kwant promieniowania pochłoniętego ma energię , która nie może być mniejsza od energii kwantu promieniowanego, gdyż światło pochłonięte jest źródłem energii dla procesu emisji:

Biorąc pod uwagę związek , otrzymamy nierówność: która wyraża właśnie regułę Stokesa

Przebieg ćwiczenia:

1. Oświetlić lampę kolimatora lampą wzorcową.

2. Odczytać położenie linii widmowych na skali przyrządu i z tablicy znaleźć odpowiadające im długości fali.

3. Na papierze milimetrowym wykreślić krzywą dyspersji.

4. Zbadać widmo lampy. Podać, jakim gazem jest wypełniona.

Informacje dodatkowe:

1. Spektroskop został zastąpiony monochromatorem.

2. Krzywą dyspersji monochromatora wykreślamy dla znanego widma. Wartość s odczytujemy na śrubie mikrometrycznej monochromatora, gdy linia widma znajduje się na przecięciu nici pajęczych okularu.

3. Długość fal widma lampy wzorcowej:

kolor

l [nm]

S [cm-1]

czerwona słaba

772.8

12350

czerwona słaba

737.2

12455

czerwona słaba

690.7

12555

czerwona mocna

623.4

12875

czerwona słaba

612.3

12955

pomarańczowa słaba

607.2

12995

pomarańczowa słaba

589.0

13145

żółta bardzo mocna

579.1

13235

żółta bardzo mocna

576.9

13255

żółto zielona b. słaba

567.5

13350

zielona b. mocna

546.1

13570

niebiesko - zielona słaba

536.5

13695

niebieska b. słaba

504.6

14125

niebieska b. słaba

502.6

14155

niebieska mocna

499.1

14250

niebieska b. mocna

491.6

14320

niebieska b. mocna

435.8

15435

niebieska b. słaba

434.7

15485

niebieska b. słaba

433.1

15560

fioletowa słaba

407.8

16250

fioletowa mocna

404.6

16350

Analiza pomiarów:

nr rurki

natężenie

S

[cm-1]

l

[nm]

wartość tablicowa

l [nm]

widmo pierwiastka

1

b. słaba

12640

673

670,8

Lit

1

b. słaba

13000

607

610,4

2

słaba

12620

670

Neon

b. mocna

12750

643

640,2

b. słaba

12790

636

mocna

12880

618

614,3

słaba

12930

616

mocna

13048

594

594,5

b. mocna

13128

585

585,2

3

b. słaby

12320

780

783,5

mieszanina par

b. słaby

12370

766

738,4

rtęci i kadmu

słaby

12505

706

mocny

12590

685

b. mocny

12690

658

słaby

12790

637

643,8

mocny

12880

622

623,4

mocny

12930

616

b. mocny

13040

601

b.. mocny

13125

589

579,1

b. słaby

13200

581

577,0

mocny

13590

547

546,1

b. słaby

13662

538

b. mocny

14340

490

480

b. słaby

14760

466

467,8

słaby

15420

436

435,8

Wnioski:

Wyniki otrzymane dla rurek 2 i 3 nie są zbyt dokładne. Może to być spowodowane tym, że podczas przeprowadzania doświadczenia zapalona była lampa przy sąsiednim stoliku, co mogło dać dodatkowe długości fali dla danej rurki Geisslera.

Z tabelki wynika, że w pierwszej badanej rurce znajdował się lit, w drugiej najprawdopodobniej neon, a w trzeciej mogła być mieszanina par rtęci i kadmu.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
sprawozdanie nr 3 Šwiczernie 1
209-05, Nr ˙wicz.
108Z, Nr ˙wicz
Lab 4 - Gazoprzepuszczalność, SKALY4R, Nr. ˙wiczenia
201-06, Nr.˙wicz. 201
Lab 8, 15 - rdzenie wiertnicze, SKAŁY15, Nr ˙wiczenia
107Z, Nr ˙wicz
206-02, Nr ˙wicz
licznik Geigera - Mullera, Nr ˙wiczenia :
120Z, Nr ˙wicz
308 4, Nr ˙wicz
CPCV, Nr ˙wiczenia:
Badanie widm za pomocą spektroskopu, 304z, Nr ćwicz
101A.DOC, Nr ˙wicz

więcej podobnych podstron