Α. Παρατήρηση και καταγραφή συνεχούς φάσματος εκπομπής

Α1. Παρατήρησε την ανάλυση του ηλιακού φωτός μέσα από ένα πρίσμα, ή φράγμα, ή φασματοσκόπιο ή φασματογράφο. Από ποια χρώματα συντίθεται το λευκό φως; Αναζήτησε τα επτά χρώματα της ίριδας (του ουράνιου τόξου). Κατέγραψε τα με αύξουσα σειρά συχνότητας.

Α2. Παρατήρησε με το φασματοσκόπιο το ηλιακό φως ή το φως μιας λάμπας πυράκτωσης. Σχεδίασε τις έγχρωμες ζώνες από τις οποίες αποτελείται. Τι είδους φάσμα είναι; (εκπομπής, απορρόφησης, συνεχές, γραμμικό;) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Α3(Ανάλυση και σύνθεση του φωτός) Το λευκό φως, διερχόμενο μέσα από ένα πρίσμα, αναλύεται σε χρώματα. Τοποθέτησε δεύτερο πρίσμα (σε απόσταση περίπου 2 cm από το πρώτο) και παρατήρησε τη σύνθεση των χρωμάτων σε λευκό φως.

Ε.Κ.Φ.Ε. ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ 1

1

Β. Παρατήρηση και καταγραφή γραμμικού φάσματος εκπομπής

Β1. Τηρώντας σχολαστικά τις οδηγίες τοποθέτησε τη λυχνία υδρογόνου στη βάση στήριξης του τροφοδοτικού. Β2. Τηρώντας ακόμη πιο σχολαστικά τις οδηγίες τροφοδότησε τη λυχνία με υψηλή τάση, ώστε να φωτοβολεί.

Β3. Τι χρώμα φως εκπέμπει η λυχνία υδρογόνου; ( . . . . . . . . ) Παρατήρησε με το φασματογράφο το φάσμα του υδρογόνου. Κατέγραψε στην παρακάτω κλίμακα τις γραμμές που παρατήρησες. Οι κάτω υποδιαιρέσεις είναι σε nm οι πάνω υποδιαιρέσεις είναι σε ev.

ΦΡΟΝΤΙΣΕ ΩΣΤΕ Η ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ ΝΑ ΕΙΝΑΙ ΣΥΝΤΟΜΗ.

Ε.Κ.Φ.Ε. ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ 2

2

Λίγα λόγια για τις λυχνίες αερίουΤο αέριο βρίσκεται σε γυάλινο σωλήνα (λυχνία) που φέρει στα άκρα του δυο μεταλλικά ηλεκτρόδια σε μικρή πίεση. Όταν στα άκρα της λυχνίας εφαρμόσουμε υψηλή τάση, μέσα από το αέριο περνούν ηλεκτρόνια, προερχόμενα από τα άτομα του αερίου. (εκκένωση αίγλης). Τα ηλεκτρόνια συγκρούονται με τα άτομα του αερίου, μεταφέροντας σε αυτά ενέργεια. Τα άτομα στη συνέχεια αποδιεγείρονται και επιστρέφουν την ενέργεια με τη μορφή φωτός (ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία). Το νέον εκπέμπει κόκκινο φως. Το άζωτο και το αργό εκπέμπουν γαλαζωπό φως, ο υδράργυρος πρασινωπό-γαλάζιο φως.

ΑΜΕΣΩΣ ΜΕΤΑ, ΤΗΡΩΝΤΑΣ ΣΧΟΛΑΣΤΙΚΑ ΤΙΣ ΟΔΗΓΙΕΣ, ΕΛΑΤΤΩΣΕ ΤΗΝ ΤΑΣΗ, ΣΒΗΣΕ ΤΟ ΤΡΟΦΟΔΟΤΙΚΟ, ΑΦΑΙΡΕΣΕ ΤΗ ΛΥΧΝΙΑ.

Β4. Η θεωρία προβλέπει τέσσερις έγχρωμες φασματικές γραμμές στο υδρογόνο (σειρά Balmer) από τις αποδιεγέρσεις του ατόμου με τελική στάθμη την η=2. Οι ενεργειακές στάθμες του ατόμου υδρογόνου είναι: E1= -13,6ev E2= -3,4ev E3= -1,51ev E4= -O,85ev E5= -0,54ev E6= -0,38ev. Συμπλήρωσε τον επόμενο πίνακα, συγκρίνοντας τις θεωρητικές με τις πειραματικές τιμές μηκών κύματος.ΜΕΤΑΠΤΩΣΗ Ενέργεια

φωτονίουΘεωρητική τιμή λ

Πειραματική τιμή λ

Χρώμα γραμμής -Φωτεινότητα

Από n=3 σε n=2Από n=4 σε n=2Από n=5 σε n=2Από n=6 σε n=2

Φάσμα υδρογόνου

B4. Επανέλαβε τα παραπάνω βήματα με τη λυχνία ηλίου, τη λυχνία υδραργύρου κα τη λυχνία νέου. Κατέγραψε τις παρατηρήσεις σου στις επόμενες κλίμακες:ΦΑΣΜΑ αερίου ΗΛΙΟΥ Χρώμα φωτός: . . . . . .

Μήκη κύματος γραμμών: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ΦΑΣΜΑ ατμών ΥΔΡΑΡΓΎΡΟΥ Χρώμα φωτός: . . . . . . . . . . Μήκη κύματος γραμμών: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ΦΑΣΜΑ ΝΕΟΥ Χρώμα φωτός: . . . . . . . . .

Ε.Κ.Φ.Ε. ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ 3

3

Μήκη κύματος γραμμών: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ΑΣΚΗΣΗ: ΕΠΙΒΕΒΑΙΩΣΗ ΤΗΣ ΤΙΜΗΣ ΤΗΣ ΣΤΑΘΕΡΑΣ h του Planck. Χρησιμοποιήστε τα φάσματα των αερίων, που παρατηρήσατε στο φασματόμετρο, για να υπολογίσετε την σταθερά h του Planck . Επιλέξτε την κίτρινη γραμμή του φάσματος του He,που όπως παρατηρήσατε έχει μήκος κύματος 587,5 nm περίπου και ενέργεια φωτονίου 2,11 eV. Δίνονται c = 3 x 10 8 m/s 1eV = 1,6x 10 19− ioule.

Γ. Ανάλυση φασμάτων ορισμένων ατόμων μετάλλων

Γ1. Παρατήρησε με το φασματοσκόπιο το φάσμα του λύχνου Bunsen.Γ2. Θέρμανε το δακτύλιο της ακίδας στη φλόγα και βούτηξέ το στο άλας. Κράτησε το δακτύλιο με το άλας πάνω στη φλόγα. Παρατήστε ότι ο χρωματισμός στο πάνω μέρος της φλόγας αλλάζει. Με το φασματοσκόπιο παρατήρησε το φάσμα ή τις γραμμές που παράγει το άλας (εξάχνωση άλατος – διέγερση, αποδιέγερση μεταλλικών ατόμων) και σημειώστε τα αντίστοιχα μήκη κύματος.

Γ3. Επανέλαβε τα ίδια βήματα για τα υπόλοιπα άλατα, καταγράφοντας στον πίνακα το χρώμα της φλόγας για κάθε άλας διαδοχικά.

Ε.Κ.Φ.Ε. ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ 4

4

ΑΛΑΣ ΧΡΩΜΑΤΙΣΜΟΣ ΦΛΟΓΑΣ

ΦΩΤΕΙΝΕΣ ΓΡΑΜΜΕΣ ΦΑΣΜΑ

ΝατρίουΚαλίουΧαλκούΣτροντίουΒαρίου

Δ. Παρατήρηση και καταγραφή φασμάτων απορρόφησης

Δ1. Κοιτάξτε με το φασματόμετρο προς τον ηλιόλουστο ουρανό κοντά στον ήλιο, χωρίς ωστόσο να κοιτάξετε απ’ ευθείας τον ήλιο. Θα παρατηρήσετε ένα συνεχές φάσμα όλων των χρωμάτων. Αν ο ουρανός έχει σύννεφα παρατηρήσετε το φάσμα μιας λάμπας πυράκτωσης.

Δ2. Τοποθετήστε μπροστά στη σχισμή του φασματοσκόπιου τα διάφορα έγχρωμα φίλτρα διαδοχικά, ή το διάλυμα του χλωριούχου χαλκού (Ι). Συμπληρώστε στον επόμενο πίνακα την περιοχή που απορροφά το κάθε φίλτρο στο ορατό φως. Συγκρίνετε τις παρατηρήσεις σας με τις τιμές που είναι τυπωμένες στο πλαίσιο κάθε φίλτρου.ΧΡΩΜΑ ΦΙΛΤΡΟΥ ΠΕΡΙΟΧΗ ΦΑΣΜΑΤΟΣ

ΠΟΥ ΑΠΟΡΡΟΦΑΤΑΙΚίτρινοΠορτοκαλί ΚόκκινοΠράσινοΓαλάζιο ΔΙΑΛΥΜΑ CuCl

Ε.Κ.Φ.Ε. ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ 5

5