• Laboratorium fizyki CMF PŁ

• Dzień Wtorek godzina 14:15 grupa 7

Wydział EEIA

semestr II rok akademicki 2010/2011

ocena _____

Cel doświadczenia:

Celem ćwiczenia jest praktyczny pomiar widm emisyjnych różnych źródeł światła oraz analiza i porównanie tych widm. W tym celu użyliśmy przenośnego „Spectro Vis” podłączonego do komputera oraz światłowodu. Spektrometr jest przeznaczony do pracy w zakresie widzialnym, dla fal o długości od 400 do 725 nm.

Wstęp:

Spektroskopia to nauka o powstawaniu i badaniu widm - akustycznych bądź elektro-magnetycznych. W ćwiczeniu zajmiemy się widmami elektromagnetycznymi z zakresu widzialnego, a konkretnie rozkładem natężenia promieniowania w zależności od długości fali. Do otrzymania i pomiaru widma spektroskopowego służyć nam będzie spektrometr którego budowa omówiona jest w rozdziale drugim instrukcji.

Każdy pierwiastek ma charakterystyczne dla siebie widmo atomowe powstające w wyniku pobudzenia elektronów. Atom w stanie wzbudzonym po krótkim czasie wraca spontanicznie do stanu podstawowego lub stanu niżej wzbudzonego, emitując przy tym promieniowanie o charakterystycznej długości fali. Powstaje w ten sposób emisyjne widmo liniowe właściwe dla danego pierwiastka.

Układ linii w widmie liniowym można wyjaśnić na podstawie postulatów Bohra. Jeden z nich mówi o tym, że elektron w atomie danego pierwiastka, może pochłonąć foton, którego energia E=hν odpowiada dokładnie różnicy energii określonych poziomów energetycznych. Wówczas elektron znajdzie się na poziomie energetycznie wyższym, a „spadając” z niego na poziom energetycznie niszy, odda energię w postaci fotonu o długości fali odpowiadającej różnicy tych poziomów. Kombinacja wszystkich możliwych przejść z poziomów energetycznie wyższych na niższe odpowiada za po-wstawanie linii lub pasm w widmie spektroskopowym danego pierwiastka. W spektroskopii bada się również widma absorpcyjne. Powstają one w wyniku przejścia promieniowania (o widmie ciągłym) przez środowisko absorbujące określone długości fal - w zależności od rodzaju atomów absorbujących. W widmie absorpcyjnym występują na tle widma ciągłego ciemne linie (brak promieniowania o danej długości) w miejscach, w których w widmie emisyjnym absorbującego ośrodka pojawiłyby się jasne (kolorowe) linie.

Wyniki pomiaru:

1. Żarówka energooszczędna 20W

Natężenie rel.

Długość fali nm.

Wygląd widma spektroskopowego:

Względne natężenie danego maksimum [reg]	Położenie maksimum długości fali [nm]	Barwa	Szerokość „piku”
0,083	437	Niebieska	36,9
0,094	489	Turkusowa	38,3
0,565	547	Zielona	44
0,175	588	Żółta	11,8
0,784	611,7	Pomarańczowa	22,2
0,091	710,1	Czerwona	22,2

2. Żarówka mleczna 75W

Natężenie ren.

Długość fali nm.

Wygląd widma spektroskopowego:

Względne natężenie danego maksimum [reg]	Położenie maksimum długości fali [nm]	Barwa	Szerokość „piku”
0,347	695	Pomarańczowa	92,2
0,216	599	Zielona	9,0

3. Żarówka LED

Natężenie ren.

Długość fali nm.

Wygląd widma spektroskopowego:

Względne natężenie danego maksimum [reg]	Położenie maksimum długości fali [nm]	Barwa	Szerokość „piku”
0,050	452	Jasny Niebieski	53,9
0,048	564,6	Jasny Zielony	34,8

4. Żarówka normalna 60W

Natężenie ren.

Długość fali nm.

Wygląd widma spektroskopowego:

Względne natężenie danego maksimum [reg]	Położenie maksimum długości fali [nm]	Barwa	Szerokość „piku”
0,257	599,8	Mandarynkowa	12,3
0,332	692	Czerwona	27,4

Różnice i podobieństwa miedzy widmami:

Patrząc na wyniki pomiarów bardzo widoczną różnica miedzy pierwszą a resztą z badanych żarówek, jest większa ilość widm żarówki energooszczędnej. Względne natężenie danego maksimum jest w wszystkich przypadkach podobne. Również długości fal są porównywalne.

Wnioski:

Porównując otrzymane przez nas wartości z danymi tablicowymi nie możemy jednoznacznie określić jaki pierwiastek znajdował się w źródle światła. Wartości te znacznie odbiegają od wszystkich wymienionych w tabeli. Przypuszczamy, że mogło to być spowodowane tym, że w sali było bardzo jasno przez co spektrometr mógł odczytać błędnie dane

Kod ćwiczenia	Tytuł ćwiczenia
W4	BADANIE WIDM SPEKTROSKOPOWYCH RÓŻNYCH ŹRÓDEŁ ŚWIATŁA

Mateusz Lasoń

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

imię i nazwisko

nr indeksu 163821

Damian Kułak

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

imię i nazwisko

nr indeksu 163816

---