1. CEL ĆWICZENIA.

Zapoznanie się z zasadą działania oraz budową spektroskopu i spektrofotometru Spekol , a także skalowanie spektroskopu oraz obserwacja widma emisyjnego i absorbcyjnego.

2. WSTĘP TEORETYCZNY.

Widmem optycznym nazywamy obraz uzyskany w wyniku rozszczepienia promieniowania polichromatycznego na składowe o różnych długościach fal. W zależności od sposobu powstawania , widma dzielą się na emisyjne i absorpcyjne.Widmo emisyjne , czyli widmo światła emitowanego przez daną substancję może mieć postać jasnych , barwnych prążków , kolorowych pasm lub zespołu barw przechodzących jedna w drugą. Widmo złożone z barwnych ostrych prążków nazywamy widmem emisyjnym liniowym , a prążki liniami widmowymi.

Gdy wiązka promieniowania polichromatycznego przepuszczona zostanie przez warstwę gazu , cieczy lub ciała stałego , to powstaje widmo absorbcyjne na tle widma ciągłego , pochodzącego od źródła polichromatycznego. Obserwujemy pojedyńcze ciągłe linie lub tzw. pasma absorbcyjne.

Do obserwacji i rejestracji widm służą następujące przyrządy :

a ) Spekol

Przrządem fotometrycznym przeznaczonym do pracy w widzialnej częsci widma jest tzw. Spekol.

Podstawową częscią przyrządu monochromator siatkowy. Zadaniem jego jest wydzielenie z widma ciągłego interesującego nas wycinka tego widma.Promieniowanie monochromatyczne wychodzące ze szczeliny wejściowej monochromatora jest przez kolimator kierowane w postaci równoległej wiązki na odbiciową siatkę dyfrakcyjną , która je spektralnie rozkłada na widmo. wybieranie żądanej częsci widma odbywa się przez obrót siatki ( zmiana kąta padania ) za pomocą pokrętła. Pokrętło jest wyskalowane w nanometrach , dzięki czemu możemy dokonać bezpośredniego odczytu długości fali przepuszczanej części widma przez szczelinę monochromatora.

b ) spektroskop

Zasadniczą częścią spektroskopu jest pryzmat 5 , który dokonuje analizy badanego światła. Kolimator 2 ze szczeliną 3 i soczewką 4 służy do otrzymania wiązki promieni równoległych , lunetka 6 do bezpośredniej obserwacji widma. Kolimator podziałki 10 z moświetloną skalą 12 służy do wprowadzenia świetlnej podziałki , służącej do odczytu długości fali. Badane światło umieszcza się przed szczeliną kolimatora. Stamtąd w postaci równoległej wiązki trafia do pryzmatu , następnie po rozszczepieniu widma w pryzmacie kieruje się do lunetki. Do lunetki jest skierowany również po odbiciu od powierzchni pryzmatu obraz świetlny skali tworzony w kolimatorze podziałki. Spektroskop umożliwia obserwację widma w zakresie od dalekiej podczerwieni do ultrafioletu.

RYSUNEK SCHEMATYCZNY SPEKTROSKOPU

1- źródło światła , 2- kolimator , 3- szczelina kolimatora , 4- obiektyw kolimatora , 5- pryzmat , 6- lunetka , 7- obiektyw lunetki , 8- krzyż celowniczy , 9- okular lunetki , 10- kolimator podziałki ,11- obiektyw kolimatora podziałki , 12- podziałka , 13- podświetlenie podziałki.

3. PRZEBIEG ĆWICZENIA.

3.1 Cechowanie spektroskopu.

- oświetlamy szcelinę kolimatora lampą spektralną ( rurka Geisslera z helem ),

- korygujemy szerokośc i ustawienie szczeliny tak aby uzyskać możliwie jasny obraz o minimalnej szerokości pasków ( około 0,2 mm ),

- korygujemy ustawienie kolimatora rzutującego podziałkę aby była ona ostra i aby czerwona linia widmowa helu była w przedziale 0 10 działek a linia fioletowa 180 działek.

3.1.1 Wyznaczanie krzywej dyspersji ( krzywej skalowania spektroskopu ).

LP.	kolor paska widma	natężenie	ilość działek	długość fali
1.	czerwony	średnie	2	706,52
2.	czerwony	średnie	10	667,81
3.	żółty	bardzo silne	50	587,56
4.	zielony	średnie	112	501,57
5.	niebiesko - zielony	średnie	122	492,19
6.	niebieski	silne	146	471,31
7.	fioletowy	słabe	180	447,15

KRZYWA DYSPERSJI SPEKTROSKOPU

3.2 Wyznaczanie absorpcji filtrów za pomocą spektroskopu.

- oświetlamy szczelinę kolimatora światłem białym ,

- wprowadzamy filtr zielony - przepuszczalność - od 58 do 80 działek tj. 12,2 %,

- wprowadzamy filtr czerwony - przepuszczalność - od 5 do 40 działek tj. 19,4 %.

3.3 Wyznaczanie absorpcji filtrów za pomocą spektrofotometru Spekol.

- załączamy Spekol i sprawdzamy czy jest zamknięta przesłona,

- do kasetki filtrów wkładamy w jedno okienko filtr neutralny a w drugie mierzony filtr,

- potencjometrem zerowania korugujemy ustawienie miernika spektrofotometru na 0,

- ustawiamy wybraną długość fali ,

- po otwarciu przesłony ustawiamy potencjometrem wzmocnienia na wychylenie miernika na 100

- wstawiamy badany filtr i odczytujemy jego przepuszczalność,

- powyższe czynności powtarzamy zmieniając długości fal w zakresie widzialnym.

FILTR CZERWONY :

[ nm ]	[ % ]	[ nm ]	[ % ]	[ nm ]	[ % ]	[ nm ]	[ % ]
350	0,7	610	4	670	88	750	96
360	0,8	620	15	680	90	760	97
370	1	630	44	690	91	770	97
500	1	640	70	700	92	780	97
550	1	650	82	710	93	790	97
600	1,5	660	87	730	95	800	97

FILTR ZIELONY :

[ nm ]	[ % ]	[ nm ]	[ % ]	[ nm ]	[ % ]	[ nm ]	[ % ]	[ nm ]	[ % ]
410	67	460	36	520	63	570	37	620	5,5
420	57	480	42	530	62	580	28	630	3,5
430	47	490	48	540	59	590	20	650	1,8
440	40	500	54	550	53	600	13	700	1
450	36	510	60	560	46	610	9	750	0

4. WNIOSKI.

W czasie skalowania spektroskopu należy zwrócić uwagę , by prążki otrzymanego widma helu były ostre i wyraziste. W rzeczywistym przypadku należy uwzględnić szerokość prążków widmowych i wynikający z tego błąd określenia długości fali. Na przedstawionym wykresie zależności miejsca prążka na skali od długości fali tego prążka , błąd oznaczenia długości fali jest do zaniedbania.

Przy pomiarach Spekolem wymagana jest delikatna obsługa ( otwieranie i zamykanie przysłony , zerowanie , przesuwanie kasetki filtrów ). Obliczanie błędów jest tu bezcelowe gdyż nie mamy do dyspozycji wzorca absorpcji. Największą dokładność uzyskujemy , dobierając tak grubość płytki by jej ekstynkcja mieściła się w granicach od 0,4 do 0,7. Najmniejszy błąd uzyskujemy podczas ekstynkcji 0,5.

---