POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT FIZYKI FILIA w JELENIEJ GÓRZE			Sprawozdanie z ćwiczenia nr: 77 Temat: Analiza spektralna oraz badanie absorpcji filtrów za pomocą spektroskopu.
Imię i nazwisko: Paweł Fudali			Numer kolejny ćwiczenia: 8	Ocena:
Grupa: V	Wydział: Elektronika	Rok: I	Data wykonania ćwiczenia: 21.IV.2000

1.Cel ćwiczenia:

• Zapoznanie się z zasadą działania, budową spektroskopu, skalowanie przyrządu oraz obserwacja widma emisyjnego i absorpcyjnego.

2.Zarys teoretyczny

Widma ze względu na sposób powstawania dzielimy na emisyjne oraz absorpcyjne. Widma emisyjne, czyli widma światła emitowanego przez daną substancję, powstają, gdy pobudzony do świecenia za pomocą np. energii termicznej czy elektrycznej, atom przechodzi ze stanu pobudzonego do stanu stacjonarnego wypromieniowując pobraną wcześniej energię w postaci fali świetlnej. Widmo to może mieć postać jasnych, barwnych, ostrych prążków ( widmo emisyjne liniowe ), kolorowych pasm lub zespołu barw płynnie przechodzących jedna w drugą. Widmo liniowe emitują pobudzone do świecenia pojedyncze atomy gazów. Jest to widmo elektronowe, bo linie widmowe są obrazem zmian energii elektronowej atomu. Bardziej skomplikowane jest widmo emitowane przez cząsteczki, składa się z układu kolorowych pasm, każdy układ z ciągu pasm, a każde pasmo z poszczególnych linii widmowych. Ich budowa uzależniona jest od tego, jaki rodzaj (rodzaje) enrgii uległy przemianie. I tak, gdy nastąpiła zmiana jedynie energii oscylacji ( drgań cząsteczek ) obserwujemy jedynie linie widma rotacyjnego. Gdy przemianie ulegnie dodatkowo energia rotacji cząsteczki jako całości obserwujemy widmo złożone z poszczególnych pasm. Pełne widmo pasmowe jest związane z jednoczesnymi przemianami energii rotacji, oscylacyjnej i elektronów wiążących.

Widmo emisyjne ciągłe obserwuje się podczas świecenia ciał stałych, ciekłych i gazów pod dużym ciśnieniem.

Widma absorpcyjne na tle widma ciągłego uzyskamy przepuszczając wiązkę promieniowania polichromatycznego przez warstwę ciała stałego, cieczy czy gazu. Będą to pojedyncze, ciemne linie lub pasma powstające wskutek ansorpcji fotonów przez pojedyncze atomy.

Spektroskop jest najprostszym urządzeniem spektralnym. Badane źródło światła umieszczamy przed regulowaną szczeliną kolimatora. Równoległa po przejściu przez jego obiektyw wiązka światła jest rozszczepiana przez pryzmat. Powstałe widmo trafia do lunety. Tubus jest tak umieszczony, że wiązka światła z niego odbija się od pryzmatu i wchodzi do lunety. Obserwator widzi dzięki temu w lunecie linie widmowe na tle obrazu skali, co umożliwia odczytanie położenia poszczególnych linii widmowych.

3.Tabele pomiarowe.

1. Skalownie spektroskopu.

Pierwiastek	Położenie na skali	Barwa linii	Długość fali [nm]	Natężenie
He	12,67	czerwona	706,52	średnie
		13,4	czerwona	667,81	średnie
		13,71	żółta	587,56	bardzo silne
		13,9	zielona	501,57	średnie
		14,1	zielono-niebieska	492,19	średnie
		14,43	niebieska	471,31	silne
		14,82	fioletowa	447,15	słabe

2. Badanie absorpcji filtrów [%]:

położenie na skali	barwa linii	długość fali []	Fuksyna	Fluoresceina	Filtr czerwony	Filtr zielony	Filtr niebieski
12,67	czerwona	706	10	10	10	40	10
12,82	czerwona	700	10	10	10	30	10
12,97	żółta	695	10	10	10	20	10
13,12	żółto-niebieska	690	10	10	10	10	10
13,27	zielona	684	10	10	20	10	10
13,42	zielona	675	10	10	20	10	10
13,57	zielona	658	20	10	30	10	5
13,72	zielona	600	30	10	40	10	5
13,87	zielona	570	50	30	50	10	5
14,02	zielono-niebieska	495	80	70	60	10	5
14,17	zielono-niebieska	485	100	70	70	20	5
14,32	niebieska	470	100	50	90	50	5
14,47	niebieska	462	100	50	100	80	10
14,62	niebieska	456	100	40	100	90	10
14,77	fioletowa	448	100	30	100	90	10
14,92	fioletowa	447	100	20	100	95	10

Dane zawarte w tabeli określają procentową absorpcję światła dla różnych filtrów. Długości fali zostały wyznaczone na podstawie wykresu skalowania spektroskopu.

4.Wnioski.

Pierwszą częścią ćwiczenia było skalowanie spektroskopu. W tym celu posłużyliśmy się żródłem światła o dużej liczbie linii widmowych (rurka z helem). Obserwując kolejne prążki określaliśmy ich barwę i odpowiadającą im długość fali. Dla każdej długości określiliśmy położenie na skali (w działkach). Na podstawie otrzymanych danych sporządziliśmy wykres. Wyniki nie są najdokładniejsze, co wynika z różnej szerokości prążków. Trudno było ustalić precyzyjnie środek prążka, poza tym dużo zależało od obserwatora. Różni obserwatorzy mogliby w różny sposób rozróżniać i oceniać kolory. Podobny problem wystąpił w drugiej części ćwiczenia, w której badaliśmy absorpcję filtrów, gdzie należało określić procentowo absorpcję światła przez poszczególne filtry. Badania przeprowadzaliśmy dla filtrów ciekłych (fuksyna i fluoresceina) i szklanych. W zależności od rodzaju użytego filtru zauważamy absorpcję światła o różnej długości fali.

Analiza spektralna oraz badanie absorpcyji filtrów za pomocą spektroskopu

3

---