Abako Łukasz Noske Rafał SP-PC11/1/1
ĆWICZENIE LABORATORYJNE Z FIZYKI Temat : Badanie widm za pomocą spektroskopu. Prowadzący ćwiczenie: Ocena:

1. Wstęp

Celem ćwiczenia było badanie widm dla różnych pierwiastków za pomocą spektroskopu. Do doświadczenia użyliśmy następujące pierwiastki: Hel, Neon, Rtęć, Wodór.

Emisja światła przez ciała świecące jest wynikiem przemian energetycznych zachodzących w atomach i cząsteczkach. W tym celu atom musi być wzbudzony energetycznie. Po uzyskaniu stanu energetycznego wyższego niż podstawowy atom emituje światło oraz jest następnie źródłem promieniowania elektromagnetycznego. Po przejściu takiego promieniowania przez pryzmat na skutek zależności współczynnika załamania światła do długości fali zaobserwujemy widmo.

Widma gazów rozrzedzonych nazywane widmami atomowymi są liniowe.

Po przejściu promieniowania przez pryzmat otrzymujemy pojedyncze barwne linie. Widmo to charakteryzuje atomy i pierwiastki.

W celu badania promieniowania wysyłanego przez różne ciała stosujemy analizę widmową. Wykorzystujemy w tym celu spektroskop pryzmatyczny. Składa się on z następujących części: kolimatora, pryzmatu, lunetki i lunetki ze skalą.

W doświadczeniu użyliśmy cztery rurki Plückera z wypełnione kolejno helem, neonem, wodorem oraz rtęcią. W lunecie S odczytaliśmy położenie na skali poszczególnych linii widmowych każdego pierwiastka. Wyniki zanotowaliśmy w tabeli poniżej.

2. Tabele z pomiarami oraz wynikami obliczeń

HEL
Barwa prążka	λ [nm]	Położenie na skali [mm]
Czerwona I	706	13
Czerwona II	668	21
Żółta	588	55
Zielona I	504	108
Zielona II	502	110
Zielono-niebieska	492	119
Niebieska	472	140
Niebiesko-fioletowa	448	171
Fioletowa	438	184

Pierwiastek	Położenie na skali [mm]	λ[nm]	λtab[nm]	∆λ[nm]	δλ[%]
Ne	30	642	640,2	1,8	1
		34	632	640,2	8,2	2
		35	630	640,2	10,2	2
		45	608	588,2	19,8	4
		46	606	588,2	17,8	3
		56	586	585,2	0,8	1
		82	536	534,1	1,9	1
		86	530	534,1	4,1	1
		103	510	495,7	14,3	3
		110	502	495,7	6,3	2
		143	470	475,3	5,3	2
	H2	28	646	656,28	10,28	2
		126	484	486,13	2,13	1
		193	430	434,05	4,05	1
	Hg	15	694	623,41	70,59	12
		59	578	579,07	1,07	1
		60	576	576,96	0,96	1
		79	542	546,07	4,07	1
		120	490	491,60	1,60	1
		190	432	433,90	1,90	1

3. Obliczenia błędu pomiaru dla wodoru (dla pozostałych pierwiastków analogicznie)

∆λ₁=|656,28-646|=10,28

∆λ₂=|486,13-484|=2,13

∆λ₃=|434,05-430|=4,05

δλ ₁=(10,28/656,28)*100%≈2%

δλ₂=(2,13/486,13)*100%≈1%

δλ₃=(4,05/434,05)*100%≈1%

4. Wnioski

Przy użyciu spektrometru mogliśmy zauważyć widma poszczególnych pierwiastków, a następnie na podstawie pomiaru kalibracyjnego dla helu stworzyć wykres zależności długości fali λ do położenia linii widma na skali.

Wyniki pomiarów mogą się różnić od wartości tablicowych co może być spowodowane błędnym odczytem na skali spektroskopu oraz niedokładnym wykresem. Pomiary były bardzo dokładne ponieważ błąd pomiaru wyszedł do 4%, z jednym wyjątkiem gdzie błąd wyniósł 12%.

---