Temat: Badanie widm promieniowania niezrównoważonego gazu.
Wstęp teoretyczny:
Widmo promieniowania elektromagnetycznego - zależy od rodzaju źródła promieniowania i daje wiele informacji na temat procesów wewnętrznych, oraz budowy cząsteczek danego gazu.
Siatka dyfrakcyjna - jest to zbiór równoodległych subtelnych szczelin na powierzchni szkiełka. Odległość równa sumie szerokości szczeliny i odległości od następnej nazywamy stałą siatki dyfrakcyjnej.
Płaska fala monochromatyczna - przechodząc przez siatkę dyfrakcyjną o stałej porównywalnej z długością ulega dyfrakcji , interferencji , oraz ugięciu. Następnie fala zostaje zogniskowany na ekranie powstaje obraz pasków interferencyjnych (maksimów, minimów). Położenie prążków fal padających prostopadle na siatkę dyfrakcyjną opisuje wzór:
Badanie załamania bada się na spektroskopie.
Zdolność rozdzielcza - jest to wielkość charakteryzująca możliwość rozdzielania prążków w widmie .
Istnieje związek między zdolnością rozdzielczą a liczbą szczelin w danej siatce.
Dyspersja kątowa - jest kolejną wielkością charakteryzującą siatkę i wyraża się wzorem:
Dyspersja zależy również od rzędu widma fali :
Wzór Balmera dla wodoru :
Zadania:
1.Wyznaczenie stałej siatki dyfrakcyjnej.
2.Wyznaczenie długości fal w części widzialnej dla widma wodoru.
3.Wyznaczenie stałej Rydberga dla wodoru.
4.Wyznaczenie wartości dyspersji kątowej.
5.Wyznaczenie wartości zdolności rozdzielczej siatki dyfrakcyjnej.
Ad.1
Lp |
λ[nm] |
k |
αL |
αP |
αŚR |
sin αŚR |
a |
Δa |
1. |
589 |
1 |
112°38' |
70°49' |
20°54' |
0,357 |
1649,85 |
360,01 |
2. |
|
|
112°38' |
70°49' |
20°54' |
|
|
|
|
|
|
112°37' |
70°50' |
20°53' |
|
|
|
Rachunek błędów:
Ad.2.
Δα=00°05'=0,001 [rad]
Lp |
A |
k |
αL |
αP |
αŚR |
sin αŚR |
λ |
Δλ |
||
1 |
1649,01 |
2 |
115°08' |
68°02' |
23°33' |
0,399 |
659 |
134,8 |
||
2 |
|
|
108°52' |
74°44' |
17°04' |
0,293 |
484 |
118,4 |
||
3 |
|
|
112°20' |
76°16' |
18°02' |
0,309 |
510 |
120,9 |
||
Ad.3
n = 2, m = 3,4,5,
R1=0,003
R2=0,004
R3=0,004
Ad.4
Lp |
αL |
αP |
αŚR[rad] |
1 |
112°32' |
70°55' |
0,3630 |
2 |
112°38' |
70°47' |
0,3651 |
Ad.5
ϕk - kąt między promieniem padającym a załamanym
k= 1,2 ,3...-rząd widma
λ - długość fali
a - stała siatki
Δλ=λ1−λ2
λ1;λ2 -długość fal prążków widma leżących najbliżej siebie
k - rząd widma
N - liczba wszystkich szczelin w danej siatce
Δϕ- nieskończenie mała zmiana kąta odchylenia promienia wywołana nieskończenie małą zmianą długości fali Δλ.
R- stała Rydberga
n, m - liczby naturalne określające położenie orbit elektronowych w atomie wg. Bohra, przy czym m = (n+1), (n+2) itd.
Dla serii widzialnej - Balmera n=2, m=3,4,5,...
Wyszukiwarka