Nr ćwiczenia 304 |
Data
08.04.03 |
Imię i nazwisko
Bartosz Banaszak |
Wydział
BAiIŚ |
Semestr
drugi |
Grupa nr laboratorium 4 |
Prowadzący
Jędrzej Łukasiewicz |
przygotowanie |
wykonanie |
ocena ostateczna |
||
Temat: Badanie widm za pomocą spektroskopu.
Opracowanie teoretyczne:
Dyspersja- zdolność rozszczepiania światła przez pryzmat, lub siatkę dyfrakcyjną.
Dyspersja ośrodka- pochodna współczynnika załamania względem długości fali:
, gdzie n- współczynnik załamania, - długość fali;
Przybliżona zależność współczynnika załamania od długości fali:
, gdzie A , B - stałe;
Ostateczne równanie :
Dyspersja kątowa- wielkość rozszczepienia zależy także od kąta padania i kąta łamiącego:
- kąt odchylenia
Widmo liniowe- zespół kilku do kilkudziesięciu długości fal o ściśle określonych wartościach, emitowane przez gazy jednoatomowe oraz pary ciał stałych. Ma postać układu wąskich, barwnych linii.
Widmo pasmowe- emitowane przez gazy dwuatomowe i bardziej złożone.
Widmo ciągłe- emitują je ciała stałe w podwyższonej temperaturze.
Analiza widmowa- metoda identyfikacji pierwiastków na podstawie ich widm. Odczytujemy położenie linii na skali, a następnie w tablicach odczytujemy dla jakiego pierwiastka odpowiada dana długość fali.
Widmo absorpcyjne- układ ciemnych pasm (dla ciał stałych i cieczy) lub linii (dla gazów).
Fotoluminescencja- pobudzanie do świecenia przez naświetlanie ciał z innego źródła.
Reguła Stokesa- badając widmo luminescencji dla tej samej substancji można zauważyć, że to ostatnie jest przesunięte bardziej w stronę fal długich. Ta prawidłowość nosi nazwę reguły Stokesa i może być wytłumaczona na bazie zasady zachowania energii. Kwant promieniowania pochłoniętego ma energię, która nie może być mniejsza od energii kwantu promieniowanego, gdyż światło pochłonięte jest źródłem energii dla procesu emisji:
Biorąc pod uwagę związek , otrzymamy nierówność:
która wyraża właśnie regułę Stokesa.
Dane eksperymentalne:
Uwaga: Tabelka z danymi eksperymentalnymi uzupełniona o trzecią kolumnę.
Kolor |
Położenie na śrubie S |
Długość fali |
fioletowa jasna (b.m.) |
17,06 |
|
fioletowa (m) |
16,96 |
404,6nm |
fioletowa ciemna (b.s.) |
16,86 |
|
fioletowa jasna (s.) |
16,19 |
407,8nm |
niebieska jasna (s.) |
16,18 |
434,7nm |
niebieska (b.m.) |
16,15 |
435,8nm |
zielona ciemna (m.) |
15,02 |
536,5nm |
zielona jasna (s.) |
14,99 |
567,5nm |
zielona jasna (b.s.) |
14,84 |
|
zielona jasna (b.s.) |
14,81 |
|
zielona b. jasna (b.s.) |
14,7 |
|
żółta (b.m.) |
14,27 |
576,9nm |
pomarańczowa jasna (b.s.) |
14,15 |
589,0nm |
pomarańczowa b. jasna (b.m.) |
14,01 |
|
pomarańczowa b. jasna (b.m.) |
13,94 |
|
pomarańczowa (b.s.) |
13,88 |
|
pomarańczowa (b.s.) |
13,85 |
607,2nm |
czerwona jasna (s.) |
13,7 |
612,3nm |
czerwona jasna (s.) |
13,65 |
|
czerwona (m.) |
13,57 |
623,4nm |
czerwona b. jasna (s.) |
13,25 |
737,2nm |
czerwona (m.) |
13,15 |
|
czerwona (b.s.) |
13,06 |
772,8nm |
Uwaga: Tabelka z danymi eksperymentalnymi uzupełniona o drugą i trzecią kolumnę. Długość fali odczytana z wykresu, a odpowiadający jej pierwiastek z tablic.
Rurka nr 1 |
Położenie na śrubie S |
Długość fali |
Pierwiastek |
|
13,98 |
613nm |
Neon (614,3 nm) |
|
13,87 |
627nm |
Rtęć (623,4nm) |
|
13,78 |
645nm |
Kadm (643,8nm) |
|
12,85 |
|
|
|
|
|
|
Rurka nr 2 |
Położenie na śrubie S |
Długość fali |
Pierwiastek |
|
14,89 |
512nm |
Miedź (515,3nm) |
|
14,84 |
517nm |
Cynk (518,2nm) |
|
14,81 |
520nm |
Miedź (521,8nm) |
|
14,78 |
523nm |
Miedź (521,8nm) |
|
14,74 |
526nm |
Miedź (521,8nm) |
|
14,7 |
530nm |
Neon (534,1nm) |
|
14,68 |
533nm |
Neon (534,1nm) |
|
14,65 |
535nm |
Neon (534,1nm) |
|
14,64 |
536nm |
Neon (534,1nm) |
|
14,59 |
541nm |
Neon (540,0nm) |
|
14,55 |
545nm |
Rtęć (546,1nm) |
|
14,53 |
548nm |
Rtęć (546,1nm) |
|
14,5 |
551nm |
Rtęć (546,1nm) |
|
14,47 |
554nm |
Rtęć (546,1nm) |
|
14,46 |
555nm |
Rtęć (546,1nm) |
|
14,39 |
563nm |
Miedź (570,0nm) |
|
14,37 |
565nm |
Miedź (570,0nm) |
|
14,33 |
570nm |
Miedź (570,0nm) |
|
14,25 |
578nm |
Rtęć (577,0nm) |
|
|
|
|
Rurka nr 3 |
Położenie na śrubie S |
Długość fali |
Pierwiastek |
|
14,1 |
597nm |
Neon (594,5nm) |
|
12,37 |
|
|
Błędy:
Błędy jakie pojawiły się w trakcie ćwiczenia są błędami wynikającymi z niedokładności przyrządów oraz błąd dokładności odczytu.
ΔS = ± 0.01 [j]
Wnioski:
Na podstawie tablic i wykonanego wykresu, odczytałem jakie mieszanki pierwiastków znajdowały się w rurkach Geisslera. W rurce nr 1 były: neon, kadm i rtęć, w rurce nr 2: neon, rtęć i miedz, a w ostatniej, trzeciej rurce: neon.
3