304	30.03.2010	Przemysław Bielecki	Wydział Fizyki Technicznej	Semestr 2	Grupa 2 nr lab.
Prowadzący: dr J. Ruczkowski	przygotowanie	wykonanie	ocena

BADANIE WIDM ZA POMOCĄ SPEKTROSKOPU

1. Podstawy teoretyczne

Dyspersja - zdolność rozszczepiania światła (np. przez pryzmat, czy siatkę dyfrakcyjną).

Dyspersja ośrodka - pochodna współczynnika załamania względem długości fali:

n - współczynnik załamania, λ - długość fali

Przybliżona zależność współczynnika załamania od długości fali:

A,B -stałe

Uwzględniając powyższe znajdujemy , że dyspersję ośrodka w zależności od długości fali wyraża równanie:

Dyspersja kątowa - wielkość rozszczepienia nie zależy tylko od dyspersji ośrodka, ale także od kąta padania i kąta łamiącego:

φ - kąt odchylenia

Krzywa dyspersji - związek między długością fali i położeniem na skali poszczególnych linii widmowych

Widmo ciągłe - emitują je ciała stałe w podwyższonej temperaturze.

Widmo pasmowe - emitowane przez gazy dwuatomowe i bardziej złożone.

Widmo liniowe - zespół kilku do kilkudziesięciu długości fal o ściśle określonych wartościach, emitowane przez gazy jednoatomowe oraz pary ciał stałych.Ma postać układu wąskich , barwnych linii (prążków).

Analiza widmowa - metoda identyfikacji pierwiastków na podstawie ich widm

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 żródła.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.

1. Wyniki pomiarów

   1. Lampa wzorcowa

Lp.	Długość lini	S (Odczyt ze skali) [mm]
1	690,7	12,25
2	671,6	12,32
3	623,4	12,69
4	612,3	12,77
5	607,3	12,81
6	589	12,96
7	585,9	12,99
8	580,4	13,04
9	579	13,05
10	576,9	13,07
11	567,6	13,11
12	546,1	13,39
13	538,5	13,46
14	535,4	13,51
15	531,7	13,56
16	512,1	13,81
17	504,6	13,93
18	502,6	13,96
19	497	14,01
20	491,6	14,13
21	435,8	15,21
22	434,7	15,29
23	433,9	15,31
24	410,8	15,97
25	407,8	16,07
26	404,7	16,12

1. Położenia linii widmowych na skali przyrządu dla badanych gazów (rurki Geisslera)

	Lampa nr 1	Lampa nr 2	Lampa nr 3
l.p	odchyt ze skali [mm]	odchyt ze skali [mm]	odchyt ze skali [mm]
1	12,39	12,51	12,46
2	12,97	12,61	14,21
3	13,97	12,78	15,31
4	14,12	12,91
5	14,48	12,97
6	14,99	13,00
7		13,45

1. Obliczenia

Lampa nr 1

l.p	odczyt ze skali [mm]	długość linii [nm]	Długość fal linii widmowych Hel [mm]
1	12,39	667	667,8
2	12,97	648	656,0
3	13,97	499	504,8
4	14,12	492	492,2
5	14,48	471	471,3
6	14,99	444	438,8

Lampa nr 2

l.p	odczyt ze skali [mm]	długość linii [nm]
1	12,51	647
2	12,61	633
3	12,78	619
4	12,91	595
5	12,97	586
6	13,00	584
7	13,45	540

Długość fal linii widmowych Neon [mm]
650,7
633,4
621,7
597,6
588,2
585,2
540,1

Lampa nr 3

l.p	odczyt ze skali [mm]	długość linii [nm]	Długość fal linii widmowych Wodór [mm]
1	12,46	655	656,3
2	14,21	487	486,1
3	15,31	434	434,0

Wyniki w postaci ostatecznej:

Lampa nr 1: Hel

Lampa nr 2: Neon

Lampa nr 3: Wodór

1. Wnioski

Na podstawie tabeli z długościami fal linii widmowych niektórych pierwiastków, może określić jakiemu pierwiastkowi odpowiada badany gaz. W pierwszym przypadku jest to hel, w drugim neon, w trzecim wodór.

Podczas pomiarów lampy wzorcowej nie udało sie odnaleźć wszystkich widm, dokładnie dwóch, wpływ na to miał najprawdopodobniej fakt, że miały one natężenie słabe lub bardzo słabe.