Uniwersytet Śląski Wydział Techniki Sosnowiec	Sprawozdanie z zajęć laboratoryjnych	Wychowanie Techniczne	Semestr III	Sprawdził
					2.12.2001 r
		Instytut Problemów Techniki
			Wyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą spektrometru				Kozielski Piotr Barcik Tomasz		Ocena
Zakład

Teoria

Światło jest falą elektromag poruszającą się z prędkością 3 * 10^-8 m/s i mieszczącą się między dł. Lambda =3600A - 7600A 1A(angrstern) = 10^-10m Wszystkie ciała pobudzane do świecenia wysyłają promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie widzialnym lub w podczerwieni i nadfiolecie. Widma takie nazywamy emisyjnymi.

Dzielą się one na: widma liniowe zwane też seryjnymi wysyłane przez pojedyncze atomy danego pierwiastka w stanie gazowym widma pasmowe charakteryzujące cząsteczki związków chemicznych a nie pojedyncze atomy widma ciągłe obejmujące wszystkie barwy światła od czerwieni do fioletu, charakteryzują rozżarzone ciała stałe i ciekłe oraz gazy pod dużym ciśnieniem. Widma absorpcyjne obserwujemy, gdy na drodze światła znajdzie się ciało np. gaz, ciecz, które pochłania promieniowanie elektromagnetyczne o długościach fal λ. Wówczas z widma źródła światła zostają wycięte charakterystyczne linie absorpcyjne. Widma fluorescencji - niektóre ciała można pobudzić do świecenia przez naświetlenie ich światłem obcym, z zewnątrz.

Spektroskop - Przyrządem najczęściej stosowanym do analizy promieniowania ciał świecących jest spektroskop pryzmatyczny. Zasadniczym jego elementem jest pryzmat z substancji przezroczystej, wykazującej zjawisko dyspersji, czyli rozszczepienia barwnego światła. Rozszczepienie to polega na zachowaniu różnej wartości współczynnika załamania światła w zależności od jego różnej częstości drgań. Do analizy obszaru widzialnego promieniowania stosuje się pryzmaty ze szkła o szczególnie silnej dyspersji. Po przejściu przez powierzchnię promień rozszczepia się na składowe promienie barwne dzięki temu, że współczynniki załamania dla różnych barw są różne. Jak wiemy, z barwą światła wiąże się odpowiednia częstość drgań. Najsilniej załamuje się promień fioletowy, o dużej częstości, najsłabiej - promień czerwony o małej częstości drgań. Dyspersja jest zasadniczą cechą optyczną (obok średniego współczynnika załamania) każdej substancji załamującej światło. Miarą dyspersji (różnej dla różnych ośrodków) jest różnica współczynników załamania n_F - n_C długości fal światła fioletowego i czerwonego - określonych przez odpowiednie linie Fraunhofera. Druga ścianka pryzmatu rozszczepiającego światło nie wpływa na sam proces rozszczepienia, jaki dokonał się na pierwszej ściance. Załamuje ona tylko jeszcze bardziej promienie składowe powstałe w wyniku rozszczepienia. Wstęga barwna jaka powstaje na ekranie w wyniku działania rozszczepiającego pryzmatu nosi nazwę widma promieniowania wiązki padającej. Dokonanie szczegółowej analizy tego widma umożliwia nam występowanie różnych barw i różnych natężeń w widmie.

Opracowanie wyników:

Celem doświadczenia jest wyznaczenie długości fali świetlnej. Aby to uczynić korzystam ze wzoru:

Przykład obliczenia:

Dyspersję kątową siatki obliczam ze wzoru:

Przykład obliczenia:

Pozostałe wyniki zostały zamieszczone w tabeli pomiarowej.

Wykresy zależności D=f() :

TABELE POMIAROWE

Widmo 1
nr	Barwa	1	2			D	
c =	0,000005	stopni	stopni	stopni	m	1/m
zerowy próżek = 0^0							(1 + 2)/2
1	fiolet	3,55	4,5	0,05	-0,0000012882	-1575991,283	4,025
2	niebieski	3,9	5	0,05	-0,0000016096	-3855220,988	4,45
3	zielony	5,1	6	0,05	-0,0000011154	1345810,901	5,55
4	żółty	5,5	6,5	0,05	-0,0000004657	1041481,927	6
5	czerwony	6	6,95	0,05	0,0000003177	1018682,746	6,475
Widmo 2
nr	Barwa	1	2			D	
c =	0,000005	stopni	stopni	stopni	m	1/m
zerowy próżek = 0^0							(1 + 2)/2
1	fiolet	8	8,7	0,05	0,0000014658	-2101160,211	8,35
2	niebieski	8,7	9,7	0,05	0,0000003715	-1025805,553	9,2
3	zielony	9,9	10,9	0,05	-0,0000013797	-1782581,216	10,4
4	żółty	10	11	0,05	-0,0000014662	-2102886,109	10,5
5	czerwony	10,1	11,1	0,05	-0,0000015380	-2595122,996	10,6

Opis oznaczeń użytych w tabeli:

• c - stała siatki [m]

• 1, 2 - kąty na prawo i lewo od zerowego prążka

•  - błąd pomiaru kąta

•  - kąt odchylenia dla danego prążka

•  - długość fali

• D - dyspersja

---