POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT FIZYKI
|
Sprawozdanie z ćwiczenia nr 77 |
TOMASZ ZALEWA DARIUSZ DULINIEC
|
TEMAT: Analiza spektralna i pomiary spektrofotometryczne. |
Wydział: PPT Rok: 2
|
DATA: 17.11.1994 OCENA: |
Cel ćwiczenia:
- zapoznanie się z zasadą działania, budową spektroskopu i spektrofotometru
Spekol;
- skalowanie spektroskopu;
- obserwacja widma emisyjnego oraz absorbcyjnego.
Część teoretyczna:
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 - emitowane przez daną substancję;
- absorbcyjne - przechodzące przez daną substancję pochłaniającą;
a także ze względu na postać w jakiej występują:
- ciągłe - zespół barw przechodzących płynnie jedna w drugą (dawane przez rozżarzone
ciała stałe, ciecze i gazy pod dużym ciśnieniem;
- liniowe - jasne barwne prążki (linie widmowe) na ciemnym tle (emisyjne), bądź ciemne
prążki na tle widma ciągłego (absorbcyjne), dawane przez gazy i pary jednoatomowe;
- pasmowe - barwne pasma (złożone z bardzo gęstych linii widmowych) na ciemnym tle.
1. Spektroskop.
...pryzmatyczny jest najprostszym i jednocześnie najstarszym przyrządem służącym do obserwacji widm. Najważniejszymi jego częściami są:
pryzmat - dokonuje analizy badanego światła, rozkładając je na poszczególne barwy monochromatyczne;
kolimator - wraz ze szczeliną i soczewką służy do otrzymywania wiązki promieni równoległych;
luneta - jest potrzebna do bezpośredniej obserwacji widma;
tubus - z oświetloną skalą ( na tle skali widać obraz widm).
2. Spektrofotometr.
...służy do fotometrycznego pomiaru intensywności wiązki świetlnej.
Schemat blokowy tych urządzeń jest taki sam, różni się tylko źródłem światła, materiałem układu optycznego (kwarc dla ultrafioletu, czy chlorki alkaliczne dla podczerwieni), oraz sposobem rejestracji. Jednym z takich przyrządów jest spektrofotometr typu Spekol.
Schemat blokowy podstawowych części spektrofotometru :
Część pomiarowa:
1. Skalowanie spektroskopu.
1. Oświetlono szczelinę kolimatora światłem z rurki Geislera napełnionej helem.
2. Ustawiono maksymalną jasność , odpowiednią ostrość widma, oraz regulując szczelinę możliwie najmniejszą szerokość linii widmowych.
3. Podobnie manipulując tubusem, ustawiono odpowiedni obraz skali.
4. Po odczytaniu na skali położenia każdej linii widma wzorcowego (He), posługując się tabelą VI.14, zidentyfikowano długości fal odpowiadające poszczególnym liniom widma.
5. Wyniki zestawiono w tabeli.
HEL
lp. |
natężenie i barwa linii |
zakres[mm] |
Dł.fali [mm] |
1 |
Czerwona |
1 |
706,52 |
2 |
Czerwona |
2,2 |
667,81 |
3 |
Żółta |
5,5 |
587,56 |
4 |
Zielona |
11,5 |
501,57 |
5 |
Zielono-niebieska |
12,4 |
492,19 |
6 |
Niebieska |
14,7 |
471,31 |
7 |
Fioletowy |
18,1 |
447,15 |
Badanie absorbcji filtrów za pomocą spektroskopu.
1. Oświetlono szczelinę kolimatora światłem białym. Wyregulowano jasność widma tak, aby była ona widoczna na tle skali.
2. Po nałożeniu poszczególnych filtrów, wynotowano ze skali położenie przedziałów, w których światło zostało przepuszczone.
lp. |
światło białe |
zakres |
1 |
silny czerwony |
0 - 15 |
2 |
słaby czerwony |
15 - 35 |
3 |
żółty |
35 - 45 |
4 |
zielony |
45 - 85 |
5 |
słaby niebieski |
85 - 138 |
6 |
silny niebieski |
138 - 168 |
7 |
fioletowy |
168 - 200 |
lp. |
filtr zielony |
zakres |
1 |
silny czerwony |
18 - 32 |
2 |
słaby czerwony |
32 - 40 |
3 |
żółty |
40 - 46 |
4 |
słaby zielony |
46 - 72 |
5 |
silny zielony |
72 - 90 |
6 |
niebieski |
90 - 131 |
7 |
fioletowy |
131 - 200 |
lp. |
filtr czerwony |
zakres |
1 |
silny czerwony |
8 - 20 |
2 |
słaby czerwony |
20 - 34 |
3 |
żółty |
34 - 38 |
4 |
zielono niebieski |
38 - 60 |
Wykres ilustrujący powyższe wyniki:
111. Badanie absorbcji filtrów za pomocą spektrofotometru Spekol.
1. Postępując w/g instrukcji odczytano wartości transmisji dla długości fal w zakresie od 400 do 700 nm, zmieniając długość fali co 50 nm.
2. Na tej podstawie sporządzono wykres.
|
% |
E |
% |
E |
430 |
46 |
0,34 |
0,1 |
2 |
440 |
31,5 |
0,41 |
0,1 |
2 |
450 |
35 |
0,46 |
0,1 |
2 |
460 |
35,5 |
0,46 |
0,1 |
2 |
470 |
32 |
0,48 |
0,1 |
2 |
480 |
41 |
0,39 |
0,1 |
2 |
490 |
46 |
0,34 |
0,1 |
2 |
500 |
52 |
0,28 |
0,1 |
2 |
510 |
57 |
0,24 |
0,1 |
2 |
520 |
61 |
0,22 |
0,1 |
2 |
530 |
60,5 |
0,21 |
0,1 |
2 |
540 |
57 |
0,24 |
0,1 |
2 |
550 |
51 |
0,29 |
0,1 |
2 |
560 |
44 |
0,36 |
0,1 |
2 |
570 |
35 |
0,45 |
0,1 |
2 |
580 |
27 |
0,58 |
0,1 |
2 |
590 |
19 |
0,72 |
0,2 |
1,98 |
600 |
13 |
0,85 |
0,5 |
1,9 |
610 |
8 |
1,1 |
3 |
1,5 |
620 |
6 |
1,3 |
13 |
0,9 |
630 |
4 |
1,45 |
38 |
0,42 |
640 |
3 |
1,5 |
65 |
0,18 |
650 |
1 |
1,75 |
79 |
0,105 |
660 |
0,6 |
1,8 |
83 |
0,08 |
670 |
0,5 |
1,9 |
85 |
0,07 |
680 |
0,4 |
1,95 |
88 |
0,06 |
690 |
0,2 |
2 |
90 |
0,05 |
700 |
0,1 |
2 |
90 |
0,045 |
Wnioski.
- Podczas skalowania spektroskopu zwrócono uwagę aby prążki widma He były ostre i wąskie, w związku z tym nie uwzględniono szerokości prążka widmowego w dyskusji błędów.
- Przy pomiarach absorpcji filtrów Spekolem warto nadmienić, iż największą dokładność pomiarów uzyskuje się przy odpowiednim doborze grubości próbki, tak aby ekstynkcja mieściła się w zakresie 0,40,7. Najmniejszy błąd otrzymywany jest podczas ekstynkcji 0,5.
Wyszukiwarka