ETALONAREA SCALEI UNUI SPECTROSCOP

I.            Introducere teoretica

La trecerea luminii prin gaze sau vapori aduse in starea de incandescenta, acestea emit radiatii care analizate cu un spectroscop sunt formate din diferite linii colorate, formand un spectru. Acelasi lucru se intampla si cu un corp solid incandescent.

Spectrele pot fi: de emisie si se absorbtie.

Spectrele de emisie sunt cele date de vapori, gaze sau corpuri solide aduse in stare de incandescenta.

Spectrul de absorbtie al unui corp dat este un ansamblu de linii si benzi intunecoase care apar pe fondul spectrului continuu de emisie, atunci cand lumina trece printr-un mediu absorbant.

Spectrele de emisie cat si cele de absorbtie se impart in urmatoarele trei tipuri: spectre continue, de banda si de linii.

Spectrele de linii apartin atomilor si ionilor lor. Spectrele de banda apartin moleculelor, iar spectrele continue sunt emise de sistemele cu densitate mare, cum sunt corpurile solide si lichide. Spectrele de linii depind de structura materialului care le emite. In felul acesta, cunoscand lungimea de unda a liniilor spectrale se poate determina si componenta materialului.

Scopul lucrarii de fata consta in etalonarea scalei unui spectroscop, iar pe baza curbei de etalonare lungimea de unda a liniilor spectrale ale unui element.

II.          Descrierea aparaturii

Spectroscopul este format dintr-un colimator C, prisma P, luneta de observatie L, scala milimetrica. Colimatorul este un tub cilindric prevazut la un capat cu o lentila convergenta L₁, iar la celalalt capat cu o fanta liniara F asezata in focarul lentilei. Largimea fantei poate fi reglata cu un surub, razele de lumina ce pornesc de la fanta iluminata de izvorul luminos, dupa trecerea prin lentila L₁, ies paralele si cad pe prisma P. la iesirea din prisma, ele vor fi deviate si se vor observa cu ajutorul unei lunete L, compuse din obiectivul Ob si Oc.

Pentru a putea repera pozitia relativa a liniilor de spectru, spectroscoapele sunt prevazute cu un al treilea tub M. Acesta are la capat o scala milimetrica transparenta T ce se afla in planul focal al unei lentile convergente L₂, situata la celalalt capat. Scala milimetrica fiind iluminata de un izvor de lumina S^/, razele ce ies din lentila L₂, sunt paralele si cazand pe fata AC a prismei, se reflecta in asa fel incat intra in luneta de observatie si se strang in planul focal al obiectivului. Imaginea scalei milimetrice se suprapune cu lungimea spectrului, permitand astfel reperarea pozitiei liniilor spectrale fata de gradatie, ambele imagini observandu-se simultan cu ajutorul ocularului Oc.

Ca sursa de lumina se foloseste un tub cu descarcare in gaze.

III.        Procedeu experimental

Punerea la punct a spectroscopului:

Se regleaza pentru infinit luneta spectroscopului, dupa care fanta colimatorului trebuie reglata astfel incat vizand prin luneta fara prisma, fante sa apara clar.

Asezam in fata fantei spectroscopului tubul cu He cu descarcare luminiscenta. Iluminam apoi scala milimetrica si controlam daca gradatia se vede clar.

Etalonarea scalei spectroscopului:

In fata fantei colimatorului se aseaza un tub cu He cu descarcare luminiscenta alimentat de la o bobina de inductie, astfel incat fanta sa fie indreptata spre spatiul dintre electrozi, unde intensitatea luminii este maxima.

Se observa in luneta si se noteaza pozitia liniilor celor mai luminoase din spectrul gazului din tubul de descarcare.

Se ridica curba de etalonare a scalei, notand pe axa ordonatei, lungimile de unda ale liniilor vizate, iar pe axa absciselor, diviziunile scalei.

Cu ajutorul acestei curbe de etalonare se pot determina lungimile de unda ale oricarei linii din spectru, daca pozitia si pe scala spectroscopului este cunoscuta. Se trec datele in tabelul 1.

Determinarea lungimii de unda a unor linii necunoscute:

Dupa ce am obtinut curba de etalonare a scalei spectroscopului, asezam in fata fantei colimatorului un alt tub cu descarcare luminiscenta.

Prin luneta spectroscopului observam liniile spectrale si le notam pozitia lor. Din curba de etalonare, cunoscand pozitia liniilor pe scala se pot determina lungimile de unda corespunzatoare.

IV.        Rezultate experimentale