Spektrallinjer

Formål

Du skal lære at

• arbejde med et goniometer
• udmåle spektrallinjerne i Balmerserien og ud fra dette udregne Rydbergkonstanten
• finde gitterkonstanten i et udleveret gitter ved at arbejde med en Na-lampe
• identificere gassen i en udleveret spektrallampe ved at udmåle spektrallinjerne for lampen og sammenligne med databogens oplysningen om bølgelængder i lyset fra forskellige gasser.

Apparatur

Du skal anvende et goniometer, to gitre og tre spektrallamper. Goniometeret består af et drejeligt bord, en kollimator, der samler lyset i en tynd stråle, samt en kikkert. På goniometerets bord kan man aflæse den vinkel, som kikkerten er drejet væk fra ligesigtende. Aflæsningen sker med en nonius, så aflæseusikkerheden bliver 0,1 grad.

Bemærk, at de udleverede spektrallamper skal tilsluttes specielle spændingskilder

Teori

Gør generelt kort rede for gitterligningen og for fremkomsten af spektrallinjer. Gør specielt rede for Balmerserien og herunder Rydbergkonstanten.

Udførelse og databehandling

For nøjagtighedens skyld aflæses afbøjningsvinklen til højre og afbøjningsvinklen til venstre. Ved beregningerne skal du anvende gennemsnittet af disse værdier

I de to første forsøg anvendes et Rowlandgitter. Husk at aflæse antal ridser pr. mm på gitteret. Udregn ud fra dette gitterkonstanten.

I første forsøg anvendes hydrogenlampen. Her skal du udmåle den violette, de to blå samt den røde spektrallinje af 1. orden. Indfør måleresultatet i et passende skema. Beregn bølgelængderne og sammenlign med databogens værdier. Beregn også Rydberg konstanten og sammenlign.

Undersøg medens hydrogenlampen er tændt, hvor mange ordener, du kan se med Rowlandgitteret.

I andet forsøg skal du stadig anvende Rowlandgitteret. Du skal udmåle de klareste linjer i spektret fra en lampe, der indeholder en luftart, som du skal identificere ved sammenligning mellem dine målte bølgelængder og databogens liste over bølgelængder fra forskellige stoffer.

I tredje forsøg skal du anvende natriumlampen sammen med et gitter, hvis gitterkonstant skal bestemmes. Lampen udsender i det synlige område kun lys med bølgelængden 589,3 nm. Aflæs for fx 8.orden afbøjningsvinklen til højre og til venstre. Beregn ud fra dette gitterkonstanten og dernæst antal ridser pr. mm for gitteret.

Skemakrav

Udtænk og anvend fornuftige skemaer til dine måledata og beregnede værdier. Skemaer giver et bedre overblik. Du skal i rapporten vise et eksempel på en beregning af hver type, du anvender.