1.Przegląd widm fal elektromagnetycznych. Położenie fal świetlnych w tym

widmie.

Przegląd widma elektromagnetycznego rozpoczniemy od fal najdłuższych, a więc o najmniejszych częstotliwościach. Są nimi najdłuższe fale radiowe o długościach fal sięgających kilku kilometrów, a częstotliwościach rzędu 150 kHz. Za nimi rozciągają się fale radiowe średnie (setki metrów), krótkie (dziesiątki metrów) i ultrakrótkie (metry, decymetry). Za falami radiowymi rozciąga się obszar mikrofal, sięgający do dł. fal rzędu 10^-3 m. Najkrótsze mikrofale nakładają się na najdłuższe fale z zakresu tzw. podczerwieni, tzn. z zakresu promieniowania cieplnego rozciągającego się aż do długofalowej granicy promieniowania tzw. widzialnego.

Zakres promieniowania widzialnego jest stosunkowo bardzo wąski. Obejmuje on dł. od 7,6*10^-7 m. do 4*10^-7 m. Od strony krótkich fal obszar widzialny graniczy z nadfioletem sięgającym do dł. fal rzędu 10^-8 m. Tutaj rozpoczyna się dziedzina promieniowania rentgenowskiego, pokrywająca się od strony krótkich fal z promieniowaniem γ, rozciągającym się do dł. fal rzędu 10^-13-10^-14 m.

2.Zjawisko dyspersji światła. Rozszczepienie światła w pryzmacie.

Rozszczepienie światła w pryzmacie polega na zachowaniu różnej wartości współczynnika łamania światła w zależności od jego różnej częstości drgań.

Przez powierzchnie I promień rozszczepia się na składowe promienie barwne

dzięki temu , że współczynniki załamania dla różnych barw są różne.

Z barwą wiąże się odpowiednia częstość drgań

Najsilniej załamuje się promień fioletowy o dużej częstości, najsłabiej - promień czerwony o małej częstości drgań.

Ścianka pryzmatu załamuje jeszcze bardziej promienie składowe powstałe w wyniku rozszczepienia.

Wstęga barwna ab, jaka powstaje na ekranie, nosi nazwę widma promieniowania wiązki padającej A.

3.Rodzaje widm optycznych. Mechanizm ich powstawania i metody otrzymywania.

Światło o poszczególnych barwach różni się długością fali. Cały zakres światła widzialnego mieści się w przedziale 0,63 - 0,40μm. Obraz otrzymany na skutek rozszczepienia światła białego nazywamy widmem. Gdy poszczególne barwy widma przechodzą w sposób ciągły jedna w drugą, wtedy widmo nazywamy widmem ciągłym.Widmo ciągłe otrzymujemy rozszczepiając światło wysyłane przez ciała stałe i ciekłe podgrzane do wysokiej temperatury.

Gazy o cząsteczkach dwu -i wieloatomowych dają widma pasmowe , w których nie występują pojedyncze linie o określonej jednej tylko długości fali, lecz pasma na przemian jasne i ciemne. Widma pasmowe otrzymujemy również w przypadku , czyli świecenia wzbudzonego innym światłem.

Światło białe przechodząc przez pary doznaje pochłaniania. okazuje się, że pochłaniane są dokładnie te same długości fal, które dane ciało emituje świecąc. Stąd światło białe, po przejściu przez pary jakiegoś pierwiastka, nie daje już widma ciągłego. Widmo takie nazywamy widmem absorpcyjnym.

4.Przyrządy do badań widm.

Spektroskop pryzmatyczny. Spektroskop pryzmatyczny składa się z kilku zasadniczych części, a mianowicie z kolimatora, pryzmatu i lunety.

Spektroskop siatkowy (dyfrakcyjny). Jego działanie opiera się na zjawisku ugięcia światła. Składa się, podobnie jak spektroskop pryzmatyczny, z podstawy kołowej zaopatrzonej w podziałkę z noniuszem, kolimatora i lunety. Na stoliku tego przyrządu umieszczona jest siatka dyfrakcyjna zamiast pryzmatu.

Spektrograf. Umieszczając w płaszczyźnie ogniskowej obiektywu lunety L spektroskopu pryzmatycznego lub siatkowego kliszę fotograficzną, zastępujemy obserwację wizualną widma obserwacją fotograficzną. W ten sposób przekształcamy spektroskop w spektrograf.

Spektrofotometr. Są to przyrządy służące do porównywania natężeń dwóch wiązek promieni o tej samej barwie. Mogą służyć do badania widm pochłaniania i widm np. fluorescencji.

5.Istota, zastosowanie, czułość i dokładność analizy spektralnej.

Analiza spektralna umożliwia odkrycie nowych pierwiastków. W ten sposób w latach 60-tych ubiegłego stulecia odkryte zostały: cez, rubid, tal, ind i gal. W latach późniejszych wykryto spektroskopowo pierwiastki ziem rzadkich i gazy szlachetne. W ostatnich dziesiątkach lat analiza widmowa jest szeroko stosowaną metodą wykonywania szybkich seryjnych analiz, mających na celu przede wszystkim wykrywanie pierwiastków śladowych.

Analiza spektralna jest metodą bardzo czułą, pozwala na przykład na wykrycie sodu 3*10^-7 mg. Z natężenia linii widmowych można wnioskować o stężeniu danego pierwiastka w danej próbce.

6. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia było wyznaczenie doświadczalnie stałej Rydberga i porównanie jej z wartością teoretyczną.

Do doświadczenia używaliśmy spektroskopu za pomocą którego widzieliśmy widmo badanych gazów.

7. Przebieg doświadczenia:

-Wyskalowanie spektroskopu przy pomocy rurki z parami rtęci,oraz przyporządkowanie długości fali liczbom na skali spektroskopu.

-Odczytanie długości fal emisyjnych dla konkretnych próbek(rtęć, krypton ,neon ,wodór ,lampa sodowa ) oraz ich zanotowanie.

-przy pomocy programu komputerowego Origin ,rysujemy wykres otrzymanej zależności λ(liczba działek);następnie dopasowanie krzywa drugiego stopnia przyjmując 5000 punktów eksploatacji.

-Wyznaczenie stałej Rydberga i porównanie jej z wartością teoretyczną.

---