OP BADANIE WIDM OPTYCZNYCH PRZY POMOCY SPEKTROSKOPU, POLITECHNIKA CZ˙STOCHOWSKA


POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA

KATEDRA FIZYKI

ĆWICZENIE NR. 19

TEMAT: BADANIE WIDM OPTYCZNYCH PRZY POMOCY SPEKTROSKOPU

MIKOŁAJCZYK MARCIN

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

rok I grupa IV

Celem tego ćwiczenia jest zbadanie widma optycznego, jak i zapoznanie się z budową i zasadą działania spektroskopu.

Przechodząc ze stanu pobudzonego do stanu normalnego atom wysyła promieniowanie w postaci fali elektromagnetycznej o częstości drgań V, zależnej od jego struktury energetycznej. Fale radiowe, promieniowanie widzialne są falami elektromagnetycznymi. Poszczególne rodzaje tych fal tworzące widmo elektromagnetyczne różnią się długością fali. Widmo elektromagnetyczne nie ma określonych granic, a jego podział na przedziały długości fal ma charakter umowny i wynika zarówno ze sposobu wytwarzania, jak i z zastosowań objętych nimi rodzajów promieniowania. Przedziały te nie są ściśle ograniczone i wzajemnie zachodzą na siebie, przy czym niektóre rodzaje fal można wytwarzać różnymi sposobami.

Przedziały fal elektromagnetycznych o największych długościach od 10-5 m do powyżej 105m. stanowią fale radiowe, które dzielą się na bardzo długie, długie, średnie, krótkie, ultrakrótkie i mikrofale. Fale elektromagnetyczne o dł. Od 7,8 *10-7m. do 10-3m. nazywamy promieniowaniem podczerwonym. Fale leżące w przedziale dł. od 3,8*10-7

do 7,8*10-7m. są nazywane promieniowaniem widzialnym. Przedział falo dł. Od 10-10m. do 3,8*10-7m. zajmuje promieniowanie nad fioletowe. Promieniowanie X, czyli promieniowanie rentgenowskie zajmuje przedziały długości fali od 10-12m. do 10-8m. Od 10-14m. do 5*10-11m. rozciąga się przedział promieni .

Fale świetlne mają właściwości oddziaływania na oko ludzkie, przy czym dł. fali decyduje o barwie światła. W zależności od długości fali widmo światła na 5 obszarów barwnych. Fale świetlne zawarte są w zakresie dł. fal od 0,36μm do 0,78μm

Jeżeli równoległa wiązka światła białego zostanie rzucona na pryzmat, to prócz zjawiska dyspersji, czyli rozczepienia światła, ujawniające się w postaci barwnej smugi widocznej na ekranie, umieszczonym za pryzmatem.

Istota zjawiska dyspersji polega na tym że wchodzące w skład wiązki światła promienie o różnej dł. fali, a więc o różnych barwach , odchylają się w pryzmacie niejednakowo i wychodzą z niego jako rozdzielone promienie różnych barw. Padając na ekran tworzą barwną wstęgę świetlną, zwaną widmem światła białego.

Wszystkie ciała pobudzone do świecenia wysyłają promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie widzialnym lub w podczerwieni. Widma takie nazywamy emisyjnymi. Widma absorpcyjne obserwujemy , gdy na drodze światła o widmie ciągłym znajdzie się ciało np. ciecz, gaz, które pochłania promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali. Wówczas z widma źródła światła zostają wycięte charakterystyczne linie - lub całe pasma - absorpcyjne. Widmo absorpcyjne jest jak gdyby odwróceniem widma emisyjnego. Widma emisyjne dzielimy na:

Powstawanie widma ciągłego jest związane z przejściem cząsteczki z dyskretnych poziomów energetycznych do poziomów ciągłych , czemu odpowiada jonizacja lub dysocjacja cząsteczki na jony lub obojętne atomy.

Widma pasmowe powstają przy przejściu między poziomami energetycznymi swobodnych lub słabo ze sobą związanych cząsteczek.

Przyrządy służące do wyznaczania fali poszczególnych linii widmowych to spektroskop i spektograf.

Najczęściej stosowany jest spektroskop pryzmatyczny. Zasadniczym jego elementem jest pryzmat z substancji przezroczystej, wykazujący zjawisko dyspersji, czyli rozczepienia światła. Widmo dawane przez pryzmat nie jest czyste - poszczególne wiązki barwne zachodzą na siebie. Czyste widmo możemy otrzymać dopiero przy pomocy układu optycznego zastosowanego w spektroskopie pryzmatycznym.

Na badaniu widma oparta jest fizykochemiczna metoda określania składu chemicznego substancji. Widmo jest odzwierciedleniem struktury atomów i cząstek, gdyż widmo każdego pierwiastka lub związku chemicznego występuje zawsze w takim samym układzie linii i pasm, ułożonych w tej samej kolejności.

Do wykreślenia krzywej dyspersji jako źródło wzorcowe stosujemy wyładowanie w tzw. rurce Pluckesa i ustawiamy spektroskop tak by poszczególne prążki były dostatecznie wąskie i jasne. Następnie włączamy pomocnicze źródło światła i oświetlamy skalę tak aby uzyskać jej jasny obraz na tle widma.

Tabele pomiarów

1. Sporządzenie krzywej dyspersji

nazwa gazu

barwa linii widma

położenie linii na skali X

natężenie linii

dł. fali odczytana z tablic

hel

ciemno-czerwona

0,3

słabo widoczna

706,5

hel

czerwona

1,6

silna

667,8

żółta

5,5

bardzo silna

587,6

hel

zielona

12,4

12,6

słaba

silna

504,8

hel

zielono-niebieska

13,7

słaba

492,2

hel

niebieska

16,5

bardzo słaba

471,3

hel

indygo

16,9

słaba

447,1

hel

fioletowa

20,3

słaba

439

2.Widma emisyjne

nr rurki z gazem

barwa linii widmowej

położenie linii na skali X

natężenie linii

długość fali odczytywana z wykresu

nazwa gazu wypełniającego rurkę

I

ciemno-czerwona

0,4 0,6 0,9 1,3 1,7 2,6

średnie

mocne

674

neon

I

czerwona

3 3,2 3,5 3,7

silne

620

neon

I

pomarańczowa

3,9 4,1 4,3

4,5 4,7

silne

słabe

598

neon

I

żółta

5,3 5,5

silne

585

neon

I

żółto-zielona

6 6,5

słabe

571

neon

I

zielona

8,8 9,3

słabe

539

neon

zielono-niebieska

10,3 10,7 11,3

słabe

522

neon

I

fioletowa

15,8

słabe

466

neon

3.Widma absorpcyjne

nazwa substancji absorbują cej

granice pasma

na skali

dolna x1

granice pasma

na skali

dolna x2

granice pasma

w dł. fal

dolna x1

granice pasma

w dł. fal

dolna x2

barwa pasma pochłoniętego

stopień osłabienia (absorpcji)


CUSO4

0

2,8

706,5

626

ciemno- czerwony

mocny

CUSO4

2,8

4,5

626

594

ciemno- czerwony, czerwony

średni

CUSO4

4,5

9

594

540

czerwony, pomarańczowy, żółty, zielono-żółty

średni

CUSO4

9

11

540

518

zielony, zielono-niebieski

średni

CUSO4

11

16

518

472

zielono-niebieski, niebieski

średni

CUSO4

16

20

472

439

fioletowy, ciemno-fioletowy

silne

CHLOROFIL

0

1,5

706,5

662

ciemno-czerwony

bardzo silny

CHLOROFIL

1,5

3,5

662

616

ciemno-czerwony, czerwony

słaby

CHLOROFIL

3,5

7

616

564

czerwony, pomarańczowy, żółty, żółto-zielony

słaby

CHLOROFIL

7

10

564

528

zielony, zielono-niebieski

średni

CHLOROFIL

10

14,5

528

484

niebieski, niebiesko-fioletowy

mocny

CHLOROFIL

14,5

20

484

439

fioletowy, ciemno-fioletowy

silny

EOZYNA

0

4,5

706,5

594

ciemno-czerwony, czerwony, pomarańczowy

bardzo silny

EOZYNA

4,5

5

594

586

pomarańczowy, jasno-pomarańczowy, żółty, żółto-zielony

średni

EOZYNA

5

20

586

439

zielony, zielono-niebieski, niebieski, fioletowy, ciemno-fioletowy

bardzo silny


4.Wnioski

Podczas wykonywania tego ćwiczenia zapoznałem się z metodami badania widm, oraz ich rodzajami. Ćwiczenie rozpocząłem od włączenia przez autotransformator rurki Pluckera, przepinając wcześniej odpowiedni zacisk. Następnie ustawiłem spektroskop tak, by dostatecznie dokładnie widzieć poszczególne prążki, dokładnie widoczna była również skala. Zanotowałem położenie poszczególnych prążków, lecz nie są to dokładne przedziały w jakich dany kolor występuje , gdyż granice między poszczególnymi prążkami nie były wyraźne. Krzywą dyspersji wykreśliłem odczytując wcześniej z tabeli długości fal widmowych. Następnie przepiąłem zacisk na drugą rurkę. Po włączeniu rurki do sieci i odpowiednim ustawieniu spektroskopu odczytałem i zanotowałem położenie linii widma. Następnie z wykresu dyspersji odczytałem długości fal.

Na błąd popełniony przy wyznaczaniu długości fali wpływa niezbyt duża zdolność rozdzielcza pryzmatu, mała dokładność odczytu położeń prążków na skali oraz błędy natury graficznej, powstałe przy sporządzaniu krzywej dyspersji.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
BADANIE WIDM OPTYCZNYCH PRZY POMOCY SPEKTROMETRU2, Sprawozdania - Fizyka
Badanie widm optycznych przy pomocy spektroskopu
Opt- 2 Badanie widm optycznych przy pomocy spektroskopu, Sprawozdania - Fizyka
Opt - Badanie widm optycznych przy pomocy spektroskopu, Sprawozdania - Fizyka
Badanie widm optycznych przy pomocy spektroskopu 1, 1
Badanie widm optycznych przy pomocy spektroskopu
Badanie widm optycznych przy pomocy spektroskopu 2
Badanie widm optycznych za pomocą spektroskopu, Politechnika Częstochowska
Badanie Widm Optycznych Przy Pomocy Spektorskopu
badanie widm optycznych za pomoca spektroskopu DOC
Pomiar stałej siatki dyfrakcyjnej za pomocą spektrometru a, POLITECHNIKA CZ˙STOCHOWSKA
Badanie absorbcji energii promieniowania g w miedzi i w ołowiu, POLITECHNIKA CZ˙STOCHOWSKA
Sprawko w11 Mis, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 51-Badanie własności promieniowania gamma
FIZ2 11, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 51-Badanie własności promieniowania gamma przy pomo
ćw 11 - Badanie widma energii promieniowania gamma przy pomocy spektrometru scyntylacyjnego
FIZ11-Piter, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 51-Badanie własności promieniowania gamma przy
tomifizlab11, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 51-Badanie własności promieniowania gamma przy
sprawko -Promieniowanie gamma, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 51-Badanie własności promieni
cw11 florek, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 51-Badanie własności promieniowania gamma przy

więcej podobnych podstron