WYDZIAŁ AUTOMATYKI, ELEKTRONIKI I INFORMATYKI

KIERUNEK: AUTOMATYKA I ROBOTYKA

Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki.

ANALIZA WIDMOWA

GRUPA 1

SEKCJA 5

MICHAŁ FUDAL

MACIEJ OLSZOWY

PAWEŁ PASZEK

GLIWICE 5.5.1997

Wstęp teoretyczny.

Widmo optyczne to rozszczepienie się światła na składowe o różnych długościach fali przy przejściu przez daną substancję. Długości poszczególnych linii widmowych są charakterystyczne dla rodzaju substancji, nawet śladowe ilości pierwiastka mogą być wykryte, a z natężenia linii można wywnioskować o jego ilości w próbce. Stąd analiza widmowa z bardzo dużą dokładnością służy do badania składu chemicznego substancji.

Do analizy najlepiej nadaje się emisyjne widmo liniowe, wysyłane przez pobudzone gazy oraz pary metali. Linie widmowe powstają wskutek wzbudzania elektronów w atomach. Gdy atom zostaje wzbudzony elektron przechodzi do stanu wyższego, a wracając wypromieniowuje kwant energii

o charakterystycznej długości fali.

Opis ćwiczenia.

Analizę widmową przeprowadzamy przy pomocy spektrometru. Posiada on skalę, którą trzeba każdorazowo cechować. W tym celu otrzymujemy dwa wzorcowe źródła światła o znanych długościach fal( neon oraz rtęć). Odnajdujemy piętnaście z siedemnastu linii widmowych rtęci oraz wszystkie linie neonu, a następnie określamy ich położenie na tle skali. Znając długości fal przypadające na poszczególne linie sporządzamy krzywą dyspersji spektrometru. Z wykresu określamy długości linii widmowych badanego gazu i za pomocą tablic identyfikujemy go.

Opracowanie wyników pomiarów.

Na podstawie pomiarów oraz krzywej dyspersji( rys.1 ) mamy, że:

skala	barwa	intensywność	długość linii z krzywej dyspersji λ[nm]
1.31	czerwona	4	666
1.85	żółto-pomarańczowa	5	576
2.73	zielona	2	471
2.78	zielona	2	469
2.93	indygo	4	460
3.32	indygo	3	448
4.82	fiolet	3	423

Rys.1 Krzywa dyspersji spektrometru.

4. Wnioski.

Na podstawie krzywej dyspersji ( załącznik) odczytujemy długości fal odpowiadające kolejnym liniom widmowym. Oto zestawienie pomiarów z tablicami:

numer linii widmowej	długość z krzywej dyspersji [nm}	długość tablicowa [nm]
1	672	667
2	nie znaleziono	656
3	548	587
4	nie znaleziono	587
5	479	541
6	475	501
7	470	468
8	454	447
9	422	402

Na tej podstawie nie można rozpoznać rodzaj badanego pierwiastka, tylko jedna z linii pokrywa się z linią helu. Nie znaleźliśmy dwóch linii, przy czym linia nr 4 na stosowanym przez nas spektroskopie pokrywa się z linią nr 3.

Z analizy krzywej dyspersji wynika, że został popełniony błąd systematyczny podczas pomiaru. Zgodnie z nimi dla tej samej odległości na skali otrzymaliśmy różne długości fal. Błąd taki powtarza się kilkakrotnie i z niego wynika niemożność identyfikacji badanej próbki.