1. CEL ÆWICZENIA.

Zapoznanie siê z zasad¹ dzia³ania oraz budow¹ spektroskopu i spektrofotometru Spekol , a tak¿e skalowanie spektroskopu oraz obserwacja widma emisyjnego i absorbcyjnego.

2. WSTÊP TEORETYCZNY.

Widmem optycznym nazywamy obraz uzyskany w wyniku rozszczepienia promieniowania polichromatycznego na sk³adowe o ró¿nych d³ugoœciach fal. W zale¿noœci od sposobu powstawania , widma dziel¹ siê na emisyjne i absorpcyjne.Widmo emisyjne , czyli widmo œwiat³a emitowanego przez dan¹ substancjê mo¿e mieæ postaæ jasnych , barwnych pr¹¿ków , kolorowych pasm lub zespo³u barw przechodz¹cych jedna w drug¹. Widmo z³o¿one z barwnych ostrych pr¹¿ków nazywamy widmem emisyjnym liniowym , a pr¹¿ki liniami widmowymi.

Gdy wi¹zka promieniowania polichromatycznego przepuszczona zostanie przez warstwê gazu , cieczy lub cia³a sta³ego , to powstaje widmo absorbcyjne na tle widma ci¹g³ego , pochodz¹cego od Ÿród³a polichromatycznego. Obserwujemy pojedyñcze ci¹g³e linie lub tzw. pasma absorbcyjne.

Do obserwacji i rejestracji widm s³u¿¹ nastêpuj¹ce przyrz¹dy :

a ) Spekol

Przrz¹dem fotometrycznym przeznaczonym do pracy w widzialnej czêsci widma jest tzw. Spekol.

Podstawow¹ czêsci¹ przyrz¹du monochromator siatkowy. Zadaniem jego jest wydzielenie z widma ci¹g³ego interesuj¹cego nas wycinka tego widma.Promieniowanie monochromatyczne wychodz¹ce ze szczeliny wejœciowej monochromatora jest przez kolimator kierowane w postaci równoleg³ej wi¹zki na odbiciow¹ siatkê dyfrakcyjn¹ , która je spektralnie rozk³ada na widmo. wybieranie ¿¹danej czêsci widma odbywa siê przez obrót siatki ( zmiana k¹ta padania ) za pomoc¹ pokrêt³a. Pokrêt³o jest wyskalowane w nanometrach , dziêki czemu mo¿emy dokonaæ bezpoœredniego odczytu d³ugoœci fali przepuszczanej czêœci widma przez szczelinê monochromatora.

b ) spektroskop

Zasadnicz¹ czêœci¹ spektroskopu jest pryzmat 5 , który dokonuje analizy badanego œwiat³a. Kolimator 2 ze szczelin¹ 3 i soczewk¹ 4 s³u¿y do otrzymania wi¹zki promieni równoleg³ych , lunetka 6 do bezpoœredniej obserwacji widma. Kolimator podzia³ki 10 z moœwietlon¹ skal¹ 12 s³u¿y do wprowadzenia œwietlnej podzia³ki , s³u¿¹cej do odczytu d³ugoœci fali. Badane œwiat³o umieszcza siê przed szczelin¹ kolimatora. Stamt¹d w postaci równoleg³ej wi¹zki trafia do pryzmatu , nastêpnie po rozszczepieniu widma w pryzmacie kieruje siê do lunetki. Do lunetki jest skierowany równie¿ po odbiciu od powierzchni pryzmatu obraz œwietlny skali tworzony w kolimatorze podzia³ki. Spektroskop umo¿liwia obserwacjê widma w zakresie od dalekiej podczerwieni do ultrafioletu.

RYSUNEK SCHEMATYCZNY SPEKTROSKOPU

1- Ÿród³o œwiat³a , 2- kolimator , 3- szczelina kolimatora , 4- obiektyw kolimatora , 5- pryzmat , 6- lunetka , 7- obiektyw lunetki , 8- krzy¿ celowniczy , 9- okular lunetki , 10- kolimator podzia³ki ,11- obiektyw kolimatora podzia³ki , 12- podzia³ka , 13- podœwietlenie podzia³ki.

3. PRZEBIEG ÆWICZENIA.

3.1 Cechowanie spektroskopu.

- oœwietlamy szcelinê kolimatora lamp¹ spektraln¹ ( rurka Geisslera z helem ),

- korygujemy szerokoœc i ustawienie szczeliny tak aby uzyskaæ mo¿liwie jasny obraz o minimalnej szerokoœci pasków ( oko³o 0,2 mm ),

- korygujemy ustawienie kolimatora rzutuj¹cego podzia³kê aby by³a ona ostra i aby czerwona linia widmowa helu by³a w przedziale 0 ÷ 10 dzia³ek a linia fioletowa 180 dzia³ek.

3.1.1 Wyznaczanie krzywej dyspersji ( krzywej skalowania spektroskopu ).

LP.	kolor paska widma	natê¿enie	iloœæ dzia³ek	d³ugoœæ fali
1.	czerwony	œrednie	2	706,52
2.	czerwony	œrednie	10	667,81
3.	¿ó³ty	bardzo silne	50	587,56
4.	zielony	œrednie	112	501,57
5.	niebiesko - zielony	œrednie	122	492,19
6.	niebieski	silne	146	471,31
7.	fioletowy	s³abe	180	447,15

KRZYWA DYSPERSJI SPEKTROSKOPU

3.2 Wyznaczanie absorpcji filtrów za pomoc¹ spektroskopu.

- oœwietlamy szczelinê kolimatora œwiat³em bia³ym ,

- wprowadzamy filtr zielony - przepuszczalnoœæ - od 58 do 80 dzia³ek tj. 12,2 %,

- wprowadzamy filtr czerwony - przepuszczalnoœæ - od 5 do 40 dzia³ek tj. 19,4 %.

3.3 Wyznaczanie absorpcji filtrów za pomoc¹ spektrofotometru Spekol.

- za³¹czamy Spekol i sprawdzamy czy jest zamkniêta przes³ona,

- do kasetki filtrów wk³adamy w jedno okienko filtr neutralny a w drugie mierzony filtr,

- potencjometrem zerowania korugujemy ustawienie miernika spektrofotometru na 0,

- ustawiamy wybran¹ d³ugoœæ fali ,

- po otwarciu przes³ony ustawiamy potencjometrem wzmocnienia na wychylenie miernika na 100

- wstawiamy badany filtr i odczytujemy jego przepuszczalnoϾ,

- powy¿sze czynnoœci powtarzamy zmieniaj¹c d³ugoœci fal w zakresie widzialnym.

FILTR CZERWONY :

 [ nm ]	 [ % ]	 [ nm ]	 [ % ]	 [ nm ]	 [ % ]	 [ nm ]	 [ % ]
400	0,7	610	4	670	88	750	96
410	0,8	620	15	680	90	760	97
450	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 nale¿y zwróciæ uwagê , by pr¹¿ki otrzymanego widma helu by³y ostre i wyraziste. W rzeczywistym przypadku nale¿y uwzglêdniæ szerokoœæ pr¹¿ków widmowych i wynikaj¹cy z tego b³¹d okreœlenia d³ugoœci fali. Na przedstawionym wykresie zale¿noœci miejsca pr¹¿ka na skali od d³ugoœci fali tego pr¹¿ka , b³¹d oznaczenia d³ugoœci fali jest do zaniedbania.

Przy pomiarach Spekolem wymagana jest delikatna obs³uga ( otwieranie i zamykanie przys³ony , zerowanie , przesuwanie kasetki filtrów ). Obliczanie b³êdów jest tu bezcelowe gdy¿ nie mamy do dyspozycji wzorca absorpcji. Najwiêksz¹ dok³adnoœæ uzyskujemy , dobieraj¹c tak gruboœæ p³ytki by jej ekstynkcja mieœci³a siê w granicach od 0,4 do 0,7. Najmniejszy b³¹d uzyskujemy podczas ekstynkcji 0,5.

---