Wydział Informatyki Politechniki Białostockiej Studium Fizyki	Data wykonania ćwiczenia : 27.05.2013r
Ćwiczenie nr O-1 Temat : Badanie widm optycznych. Grupa 9 Zespół 1 Marcin Szydlak Informatyka - Stacjonarne ,semestr 2	Prowadzący : Dr Ewa Mrozek Ocena :

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest cechowanie spektroskopu pryzmatycznego – sporządzenie krzywej dyspersji liniowej oraz badanie widm emisyjnych dla poszczególnych gazów.

Zakres ćwiczenia

Widmem światła białego nazywamy barwą wstęgę uzyskanego przy przechodzeniu wąskiej wiązki światła białego przez pryzmat. Gdy poszczególne barwy w sposób ciągły przechodzą jedna w drugą to takie widmo nazywamy ciągłym. Podstawowym przyrządem, który może być użyty do badania widm jest spektroskop pryzmatyczny. Przyrząd ten składa się z pryzmatu P oraz trzech rur – kolimatora K lunety L ze skalą R. Pryzmat umieszczony jest w osłonie tak, aby rozproszone światło z zewnątrz nie zakłócało obserwacji widma. Kolimator K przymocowany jest na stałe do stolika spektroskopu, ustawienie zaś lunetki L i rurki R w stosunku do ścianek pryzmatu i geometrii układu optycznego. Cechowanie spektroskopu polega na przyporządkowaniu podziałkom skali określonych długości fal. Dokonujemy tego używając światła substancji emitującej promieniowanie o widmie liniowym, o znanej długości fal, np. lampa rtęciowa. Związek między położeniem na skali przyrządu i długością fali przedstawiamy graficznie sporządzając wykres zwany krzywą dyspersji.

Opis stanowiska badawczego

• Spektroskop wyposażony w skalę liniową

• Lampa rtęciowa

• Rurki Geisslera

• Induktor

Przebieg ćwiczenia

1. Na wstępie badania należało ustawić lampę rtęciową w odległości ok. 3 cm od szczeliny kolimatora naszego spektroskopu. Następnie należy oświetlić rurę R tak, aby widoczna była skala spektroskopu. Szczelinę kolimatora należy ustawić jak najmniejszą, ostrość reguluje się poprzez zmianę długości owego kolimatora. Spektroskop ustawia się tak, aby można było widzieć w lunecie badane widmo na skali oraz można było odczytać prawidłową wartość.

Wartości ze skali znajdują się w poniższej tabeli

barwa linii widmowej	długość fali λ[nm]	wartość S podziałki na skali
czerwona I	612,3	2,2
czerwona II	607,3	2,4
pomarańczowa	589,0	3,3
żółta I	579,1	3,9
żółta II	577,0	4,1
zielona	546,1	5,7
zielono-błękitna	491,6	9,8
niebieska	435,8	16,3
fioletowa	407,8	poza skalą

1. Na początku tego ćwiczenia należało powtórzyć czynności z poprzedniego badania, ale bez lampy rtęciowej. Następnie nie zmieniając szerokości szczeliny oraz położenia kolimatora, pryzmatu i lunetki, które to pozostało z wcześniejszego badania należy włączyć, jako źródło światła rurkę wypełnioną gazem zwaną rurką Geisslera. Pomiary ze skali zanotowano w tabelach poniżej. Posługując się krzywą dyspersji odczytano długość fali λ.

Argon(Ar)
Barwa linii
Pomarańczowa
żółta
zielona
zielono-błękitna
niebieska
fioletowa

Hel (He)
Barwa linii
Czerwona
Pomarańczowa
Zielono-niebieska
Niebieska
Fioletowa

Neon (Ne)
Barwa linii
Czerwona
Pomaranczowa
Żółta
Zielona
Niebiesko-zielona
Niebieska
Fiolet

Wodór (H)
Barwa linii
Czerwona
Pomarańczowa
Żółta
Niebieska

Dyskusja na temat błędów

Pewne odchylenia odczytu na spektroskopie mogą być spowodowane niedokładnością nastawienia przyrządu, odbija się to na sporządzonej krzywej dyspersji. Podczas badania widm absorpcyjnych z widma ciągłego zostają pochłonięte pewne charakterystyczne obszary widmowe (pasma absorpcyjne). Są to ciemne smugi w różnych miejscach widma ciągłego. Odczyt barw może być niedokładny, ponieważ oko obserwatora niedokładnie odróżnia barwy o podobnych odcieniach. Naszkicowany wykres na skutek błędów pomiarowych posiada niedoskonałości.

Wnioski

Oglądając widma wybranych pierwiastków można stwierdzić, że każdemu pierwiastkowi odpowiada ściśle określony zestaw linii, którym możemy podporządkować charakterystyczne dla danego pierwiastka długości fal świetlnych.