Nr 膰wiczenia: 304 |
Data: 05.12.2011r. |
Imi臋 i nazwisko: Szarata Adam |
Wydzia艂: BMiZ |
Semestr: I | Grupa: MCH1 nr lab. 4 |
---|---|---|---|---|---|
Prowadz膮cy: dr in偶. Przemys艂aw G艂owacki | Przygotowanie: | Wykonanie: | Ocena: |
艢wiat艂o emitowane przez dowolne 藕r贸d艂o promieniowania sk艂ada si臋 z fal elektromagnetycznych o r贸偶nych d艂ugo艣ciach. Mo偶emy si臋 o tym przekona膰 wykorzystuj膮c pryzmat - przyrz膮d posiadaj膮cy zdolno艣膰 dyspersji, czyli rozszczepienia 艣wiat艂a. Gdy 艣wiat艂o bia艂e, po przej艣ciu przez w膮sk膮 pod艂u偶n膮 szczelin臋, pada na pryzmat, ulega dwukrotnie za艂amaniu na 艣ciankach 艂ami膮cych oraz rozszczepieniu barwnemu polegaj膮cemu na r贸偶nym odchyleniu promieni o r贸偶nych barwach. Promienie czerwone odchylane s膮 najmniej, a fioletowe najsilniej.
Rozszczepienie jest bezpo艣rednim nast臋pstwem faktu, 偶e wsp贸艂czynnik za艂amania zale偶y od d艂ugo艣ci fali. Dyspersj膮 o艣rodka nazywamy pochodn膮 wsp贸艂czynnika za艂amania wzgl臋dem d艂ugo艣ci fali
.
Wielko艣膰 t臋 mo偶emy przedstawi膰 w postaci funkcyjnej, gdy偶 znana jest przybli偶ona zale偶no艣膰 wsp贸艂czynnika za艂amania od d艂ugo艣ci fali, Ma ona dla cia艂 przezroczystych posta膰
gdzie A i B s膮 pewnymi sta艂ymi.
Uwzgl臋dniaj膮c powy偶sze znajdujemy, 偶e dyspersj臋 o艣rodka w zale偶no艣ci od d艂ugo艣ci fali wyra偶a si臋 wzorem
Widzimy, 偶e dyspersja o艣rodka wzrasta szybko, gdy d艂ugo艣膰 fali maleje.
Wielko艣膰 rozszczepionej przez pryzmat zale偶y nie tylko od dyspersji o艣rodka, lecz r贸wnie偶 od k膮ta padania i k膮ta 艂ami膮cego. Wielko艣ci膮 charakteryzuj膮c膮 rozszczepienie dla danego pryzmatu jest dyspersj膮 k膮tow膮 pryzmatu
,
gdzie jest k膮tem odchylania.
Obraz rozszczepionej wi膮zki na ekranie nazywamy widmem promieniowania danego 藕r贸d艂a 艣wiat艂a. Cia艂a sta艂e w podwy偶szonej temperaturze emituj膮 promieniowanie o widmie ci膮g艂ym, zawieraj膮cym wszystkie mo偶liwe d艂ugo艣ci fal. Gazy dwuatomowe i bardziej z艂o偶one. pobudzone do 艣wiecenia, emituj膮 d艂ugo艣ci fal z pewnych przedzia艂贸w, daj膮c widmo pasmowe.Gazy jednoatomowe oraz pary cia艂 sta艂ych promieniuj膮 widmo liniowe, w kt贸rym wyst臋puje zesp贸艂 kilku do kilkudziesi臋ciu d艂ugo艣ci fal o 艣ci艣le okre艣lonych warto艣ciach.
Do badania widm u偶ywa si臋 spektroskop贸w , w kt贸rych elementem rozszczepiaj膮cym 艣wiat艂o jest siatka dyfrakcyjna lub pryzmat.
Nr linii | 位[nm] | Barwa linii | Nat臋偶enie linii | s [mm] |
---|---|---|---|---|
1 | 708,2 | czerwona | bardzo s艂aba | 12,34 |
2 | 690,7 | czerwona | s艂aba | 12,47 |
3 | 671,6 | czerwona | s艂aba | 12,52 |
4 | 623,4 | czerwona | mocna | 12,69 |
5 | 612,3 | pomara艅czowa | 艣rednia | 12,85 |
6 | 607,3 | pomara艅czowa | 艣rednia | 12,91 |
7 | 589 | 偶贸艂ta | s艂aba | 12,96 |
8 | 587,2 | 偶贸艂ta | bardzo s艂aba | 12,98 |
9 | 585,9 | 偶贸艂ta | s艂aba | 13,01 |
10 | 580,4 | 偶贸艂ta | 艣rednia | 13,05 |
11 | 579 | 偶贸艂ta | bardzo mocna | 13,06 |
12 | 576,9 | 偶贸艂ta | bardzo mocna | 13,07 |
13 | 567,6 | 偶贸艂to-zielona | 艣rednia | 13,16 |
14 | 546,1 | zielona | bardzo mocna | 13,39 |
15 | 538,5 | zielona | s艂aba | 13,43 |
16 | 535,4 | zielona | s艂aba | 13,46 |
17 | 531,7 | zielona | s艂aba | 13,49 |
18 | 512,1 | zielona | s艂aba | 13,56 |
19 | 504,6 | niebiesko-zielona | s艂aba | 13,98 |
20 | 502,6 | niebiesko-zielona | 艣rednia | 13,99 |
21 | 497 | niebiesko-zielona | 艣rednia | 14,01 |
22 | 491,6 | niebiesko-zielona | bardzo mocna | 14,13 |
23 | 435,8 | niebieska | bardzo mocna | 14,16 |
24 | 434,7 | niebieska | 艣rednia | 14,28 |
25 | 433,9 | niebieska | 艣rednia | 14,31 |
26 | 410,8 | fioletowa | bardzo s艂aba | 15,01 |
27 | 407,8 | fioletowa | mocna | 15,1 |
28 | 404,7 | fioletowa | mocna | 15,2 |
Lp. | Nat臋偶enie linii | s [mm] | Nr rurki |
---|---|---|---|
1 | s艂abe | 12,41 | 1 |
2 | s艂abe | 13,01 | 1 |
3 | silne | 14,01 | 1 |
4 | s艂abe | 14,16 | 1 |
5 | s艂abe | 14,52 | 1 |
6 | s艂abe | 15,03 | 1 |
Lp. | Nat臋偶enie linii | s [mm] | Nr rurki |
---|---|---|---|
1 | s艂abe | 12,22 | 2 |
2 | s艂abe | 12,29 | 2 |
3 | silne | 12,39 | 2 |
4 | silne | 12,43 | 2 |
5 | silne | 12,47 | 2 |
6 | silne | 12,53 | 2 |
7 | silne | 12,54 | 2 |
8 | silne | 12,61 | 2 |
9 | silne | 12,62 | 2 |
10 | silne | 12,65 | 2 |
11 | s艂abe | 12,67 | 2 |
12 | silne | 12,69 | 2 |
13 | s艂abe | 12,73 | 2 |
14 | silne | 12,77 | 2 |
15 | silne | 12,79 | 2 |
16 | silne | 12,83 | 2 |
17 | silne | 12,85 | 2 |
18 | silne | 12,88 | 2 |
19 | silne | 12,93 | 2 |
20 | silne | 12,96 | 2 |
21 | silne | 13,01 | 2 |
22 | silne | 13,04 | 2 |
23 | s艂abe | 13,11 | 2 |
24 | s艂abe | 13,49 | 2 |
-o艣wietla膰 szczelin臋 kolimatora lamp膮 wzorcow膮 (rt臋ciow膮)
-ustawi膰 wybran膮 lini膮 widmow膮 na 艣rodek pola widzenia (na przeci臋ciu nici paj臋czych okularu)
-w tabeli spektralnej znale藕膰 lini臋 o tych samych parametrach (barwa i nat臋偶enie) i takim samym otoczeniu.
Odczyta膰 z tablicy d艂ugo艣膰 fali 位, a z pokr臋t艂a obrotu pryzmatu - po艂o偶enie skali s
-powtarza膰 punkty 2 i 3 dla wszystkich linii
-odczyta膰 po艂o偶enia linii widmowych na skali przyrz膮du dla badanych gaz贸w (rurki Geisslera)
-na papierze milimetrowym wykre艣li膰 krzyw膮 dyspersji (s = f(位)) wykorzystuj膮c dane z badania lampy wzorcowej
-na podstawie krzywej dyspersji okre艣li膰 d艂ugo艣ci fal linii widmowych nieznanych gaz贸w
-korzystaj膮c z tabel zawartych w skrypcie znale藕膰 rodzaje badanych gaz贸w
-zestawi膰 w tabelce linie gazu badanego i gazu znalezionego
Uwaga: Spektroskop zosta艂 zast膮piony monochromatorem
Nr linii | 位[nm] | s [mm] |
---|---|---|
1 | 708,2 | 12,34 |
2 | 690,7 | 12,47 |
3 | 671,6 | 12,52 |
4 | 623,4 | 12,69 |
5 | 612,3 | 12,85 |
6 | 607,3 | 12,91 |
7 | 589 | 12,96 |
8 | 587,2 | 12,98 |
9 | 585,9 | 13,01 |
10 | 580,4 | 13,05 |
11 | 579 | 13,06 |
12 | 576,9 | 13,07 |
13 | 567,6 | 13,16 |
14 | 546,1 | 13,39 |
15 | 538,5 | 13,43 |
16 | 535,4 | 13,46 |
17 | 531,7 | 13,49 |
18 | 512,1 | 13,56 |
19 | 504,6 | 13,98 |
20 | 502,6 | 13,99 |
21 | 497 | 14,01 |
22 | 491,6 | 14,13 |
23 | 435,8 | 14,16 |
24 | 434,7 | 14,28 |
25 | 433,9 | 14,31 |
26 | 410,8 | 15,01 |
27 | 407,8 | 15,1 |
28 | 404,7 | 15,2 |
Dane uzyskane w wyniku pomiar贸w |
---|
Lp. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Dane tablicowe |
---|
Lp. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Lp. | Nat臋偶enie linii | s [mm] | 位 [nm] (odczytane z wykresu) | Odczytane z tablic | Nr rurki |
---|---|---|---|---|---|
1 | s艂abe | 12,22 | - | - | 2 |
2 | s艂abe | 12,29 | - | - | 2 |
3 | silne | 12,39 | 700 | - | 2 |
4 | silne | 12,43 | 694 | - | 2 |
5 | silne | 12,47 | 686 | - | 2 |
6 | silne | 12,53 | 678 | - | 2 |
7 | silne | 12,54 | 674 | - | 2 |
8 | silne | 12,61 | 660 | - | 2 |
9 | silne | 12,62 | 657 | - | 2 |
10 | silne | 12,65 | 650 | - | 2 |
11 | s艂abe | 12,67 | 645 | - | 2 |
12 | silne | 12,69 | 639 | s640,2 | 2 |
13 | s艂abe | 12,73 | 630 | - | 2 |
14 | silne | 12,77 | 624 | - | 2 |
15 | silne | 12,79 | 619 | s614,3 | 2 |
16 | silne | 12,83 | 611 | - | 2 |
17 | silne | 12,85 | 610 | - | 2 |
18 | silne | 12,88 | 602 | - | 2 |
19 | silne | 12,93 | 595 | 594,5 | 2 |
20 | silne | 12,96 | 590 | b585,2 | 2 |
21 | silne | 13,01 | 580 | - | 2 |
22 | silne | 13,04 | 577 | - | 2 |
23 | s艂abe | 13,11 | 576 | - | 2 |
24 | s艂abe | 13,49 | 538 | 540 | 2 |
Dane tablicowe |
---|
Lp. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Na podstawie dokonanych pomiar贸w stwierdzamy, 偶e gaz znajduj膮cy si臋 w pierwszej rurce to hel, a w drugiej to neon. Niestety nasze pomiary s膮 obarczone dosy膰 du偶膮 niepewno艣ci, poniewa偶 nie wszystkie linie widma by艂y dobrze widzialne i ci臋偶ko by艂o je dostrzec.
Niestety nie mogli艣my zbada膰 gazu znajduj膮cego si臋 w trzeciej rurce, gdy偶 by艂a ona uszkodzona.