Παρατήρηση συνεχών ? γραμμικών φασμάτων (& video)

Παρατήρηση συνεχών ? γραμμικών φασμάτων στη Φυσική Γ' ΓΕΛ Γενικής Παιδείας

Παρατήρηση συνεχών ? γραμμικών φασμάτων (βίντεο )

Παρατήρηση συνεχών ? γραμμικών φασμάτων και μέτρηση της σταθεράς h του Planck. (Γ΄ Τάξη ? Γενικής Παιδείας)

 

ΥΛΙΚΑ ΠΟΥ ΑΠΑΙΤΟΥΝΤΑΙ:

1. Τροφοδοτικό υψηλής τάσης (τύπου PS-STS) για την τροφοδοσία των λυχνιών αερίου με ενσωματωμένες υποδοχές συγκράτησης και ενσωματωμένη φωτεινή πηγή χαμηλής τάσης

2. Επιτραπέζιο φασματόμετρο φράγματος Project Star μόνιμα τοποθετημένο μέσα σε ανθεκτική πλαστική θήκη και σταθεροποιημένο πάνω σε μεταλλικό στέλεχος, το οποίο είναι προσαρμοσμένο πάνω σε στιβαρή βάση

3. 4 λυχνίες αερίων για την παραγωγή φασμάτων εκπομπής

4. Σειρά χημικών ουσιών (πέντε αλάτων)

5. Σύστημα χειρισμού χημικών ουσιών (λαβίδα, γάντια, διάφανο δοχείο)

6. Πέντε έγχρωμα φίλτρα

7. Φυλλάδιο Οδηγιών του Συνόλου Μελέτης Φασμάτων (από τις ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΙΣ ΕΠΕ), όπου περιλαμβάνεται η εργαστηριακή άσκηση (από σελ. 14 έως 27) και τα φύλλα εργασιών (από σελ. 28 έως 36) και συνοδεύεται από CD (με βίντεο που εξηγεί τη λειτουργία των συσκευών και σε μορφή Word το Φυλλάδιο Οδηγιών για να τυπώνουμε τα φύλλα εργασιών).

 

ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ:

  • Αρχικά ο γενικός διακόπτης (κόκκινος) του τροφοδοτικού είναι στη θέση OFF (ή 0) και ο ρυθμιστής φωτεινής έντασης στο min.
  • Πατάμε τον άσπρο διακόπτη στη θέση Λυχνία Πυρακτώσεως ή Λυχνία Αερίου, ανάλογα με την παρατήρηση που κάνουμε.
  • Ανοίγουμε το γενικό διακόπτη (ON ή I) και γυρίζουμε αργά το ρυθμιστή φωτεινής έντασης προς τα δεξιά μέχρι η λυχνία να ανάψει έντονα (χωρίς όμως να εμφανίζονται κροσσοί στα άκρα της, αν έχουμε λυχνία αερίου).
  • Για να τοποθετήσουμε τις λυχνίες αερίου στο τροφοδοτικό πρέπει να περιστρέψουμε ελαφρά την κάτω υποδοχή, βάζοντας πρώτα το κάτω μέρος της λυχνίας (αναλυτικές οδηγίες τοποθέτησης υπάρχουν στη σελ. 21 των Οδηγιών).
  • Δεν αφήνουμε πολύ ώρα αναμμένες τις λυχνίες αερίου, γιατί αυτό έχει επίπτωση στο χρόνο ζωής τους και γιατί θερμαίνονται αρκετά (προσέχουμε όταν τις πιάνουμε ? αφήνουμε να κρυώσουν λίγο).
  • Για να πάρουμε σωστές μετρήσεις πρέπει πριν αρχίσουμε να μετράμε να ρυθμίσουμε την κλίμακα του φασματόμετρου, από την οπή που υπάρχει στο μπροστινό μέρος κοιτώντας προς μία λάμπα φθορισμού (σελ. 20).
  • Για να ελέγξουμε την ορθότητα των παρατηρήσεών μας συγκρίνουμε με τα αποτελέσματα που υπάρχουν στο ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ (σελ. 40 ? 42).
  • Όταν τελειώσουμε τις παρατηρήσεις μας περιστρέφουμε το ρυθμιστή φωτεινής έντασης αριστερά στο min και πιέζουμε το γενικό διακόπτη στο OFF.
  • Αν θελήσουμε να ανοίξουμε (ή άθελά μας ανοίξει) το κάλυμμα του φασματογράφου, ας γνωρίζουμε ότι το φράγμα περίθλασης που αναλύει το φως δεν επηρεάζεται, αλλά για να στερεώσουμε πάλι τα τζαμάκια στο μπροστινό μέρος και τα τοιχώματα του καλύμματος πρέπει να τα κολλήσουμε με κάποια δυνατή κόλλα (δεν είναι στερεωμένα με clips).
  • P Τα φίλτρα, για την παρατήρηση των φασμάτων απορρόφησης μπορούν να τοποθετηθούν στο τροφοδοτικό ή στο φασματόμετρο (αν το κρατάμε στο χέρι) στις κατάλληλες υποδοχές, όπου τοποθετείται και το διάφανο δοχείο.

 

Πειραματική διαδικασία

1. Ρύθμιση και χρήση φασματόμετρου (σελ. 20)

2. Ανάλυση φασμάτων αερίων που φωτοβολούν, φάσματα εκπομπής (σελ. 21-23)

3. Ανάλυση φασμάτων απορρόφησης, συνεχή, γραμμικά (σελ.24-25)

Γραμμικό φάσμα απορρόφησης έχουμε όταν μελετούμε το φάσμα του Ήλιου.

4. Ανάλυση φασμάτων συγκεκριμένων χημικών ουσιών, άλατα Κ, Να, Bα, Cu και Sr (σελ. 26-27). Σε κάθε συσκευασία άλατος υπάρχει μία ακίδα χρωμονικελλίνης. Δεν χρησιμοποιούμε την ίδια για όλα τα άλατα για να αποφύγουμε την ανάμειξη τους. Την ακίδα του χλωριούχου χαλκού δεν την αποθηκεύουμε στο δοχείο του άλατος γιατί οξειδώνεται.

5. Φύλλο εργασίας 1 (σελ.28). Παρατήρηση των γραμμικών φασμάτων εκπομπής των 4 αερίων και καταγραφή των μηκών κύματος (σε nm) και των ενεργειών των γραμμών στο φάσμα (σε eV).

6. Φύλλο εργασίας 2 (σελ.29-30). Υπολογισμός της σταθεράς h του Planck.

Για τη μέτρηση της σταθεράς h χρησιμοποιούμε τις τιμές:

c = 2,9979 x 108 m/s, 1nm = 10-9 m, 1 eV = 1,6 x 10-19 joule

7. Φύλλο εργασίας 3 (σελ.31). Συμπληρώνουμε τον πίνακα με τις ενέργειες (σε eV) όπως τις βλέπουμε στο φάσμα και τις συχνότητες όπως τις υπολογίζουμε από τον τύπο c=λ?f, με c=2,9979x108m/s.

8. Φύλλο εργασίας 4 (σελ.32). Υπολογίζουμε το λ από τον τύπο λ=h?c/ΔΕ, όπου

9. Φύλλο εργασίας 1 ? εκτός τάξεως (σελ.33-36). Στο γραμμικό φάσμα απορροφήσεως του Ήλιου οι σκοτεινές γραμμές οφείλονται στην ατμόσφαιρα του Ήλιου και της Γης (και διαφοροποιούνται αν λαμβάνουμε το φάσμα κατά την ανατολή, το μεσημέρι ή τη δύση).

Πίνακας 1: Φάσματα λυχνιών αερίων όπως φαίνονται στο Project STAR φασματόμετρο PS-14

Χρώμα φίλτρου

Φάσμα που απορροφάται

 

 

Πράσινο

400 nm έως 510 nm και 560 nm έως 700nm

Μπλε

570 nm έως 700 nm

Κόκκινο

400 nm έως 590 nm

Κίτρινο

400 nm έως 490 nm

Πορτοκαλί

400 nm έως 510 nm

Πίνακας 2: Περιοχές απορρόφησης των φίλτρων του σετ

 

Αλάτι

Χρωματισμός

Φωτεινές Γραμμές / Φάσμα

 

 

 

Νάτριο

Κίτρινο - Χρυσαφί

589nm

Κάλιο

Ιώδες (Λιλά)

 

Χαλκό

Μπλε (Γαλανό)

Ιώδες - Μπλε - Πράσινο

Στρόντιο

Βαθύ Κόκκινο

Κόκκινο - Πορτοκαλί

Βάριο

Κίτρινο

 

Πίνακας 3: Χρώματα φλογών και φάσματα των χημικών ουσιών του σετ

 


Γραμμές οφειλόμενες στο στοιχείο

Μήκος κύματος (nm)

 

 

Σίδηρο

430,8

Υδρογόνο

434,0

Υδρογόνο

486,1

Σίδηρο

516,8

Μαγνήσιο

516,7

Μαγνήσιο

517,2

Μαγνήσιο

518,3

Σίδηρο

527,0

Νάτριο

589,0

Νάτριο

589,6

Υδρογόνο

656,3

Πίνακας 4: Γραμμές απορρόφησης στο φάσμα του ήλιου

 

 

 

 


Ε.Κ.Φ.Ε. Καρδίτσας Σερ. Μπίτσιος τηλ. 2441 079 170 - 1 fax: 2441 079 172 e-mail: Αυτή η διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου προστατεύεται από τους αυτοματισμούς αποστολέων ανεπιθύμητων μηνυμάτων. Χρειάζεται να ενεργοποιήσετε τη JavaScript για να μπορέσετε να τη δείτε. website: http://ekfe.kar.sch.gr

Το υλικό της σελίδας σε αρχεία για αποθήκευση: 1. Οδηγός ΕΚΦΕ (doc) 2. Εικόνες

~~~~ Μετρητής Επισκέψεων ~~~~
Σήμερα47
Χθές257
Αυτή την εβδομάδα47
Αυτό το μήνα9852
Συνολικά537393

4
Online Επισκέπτες

Δευτέρα, 29 Νοέμβριος 2021