Anne van de Looij, 2.l Fysikrapport 23-01-09

Side 1 af 4

Formål

Identifikation af to ”ukendte” gasser i hver deres gasudladningsrør ved udregning af emissionsspek-

trets forskellige bølgelængder for den pågældende gas.

Teori

Når man lader elektroner strømme gennem en gas ved at sætte denne under højspænding, vil elek-

måde udsende lys. Lyset kan brydes i et optisk gitter og på den måde opdeles i spektrallinjer, hvil-

ket kaldes et linjespektrum. For at forklare elektronernes ”spring” mellem banerne og deres medføl-

gende energier, bruges Bohrs postulater:

1) En atom kan eksistere i en række stationære tilstande (stationær = stillestående, varig). I

hver stationær tilstand har atomet en bestemt energi

2) Ved overgange mellem to stationære tilstande med energierne E

n

og E

m

re (optage) eller emittere (udsende) en foton med energien: E

= E

1

1

FysikABbogen 2 s. 67

Anne van de Looij, 2.l Fysikrapport 23-01-09

Side 2 af 4

stand/bane. Da fotonernes energi afhænger af bølgelængden, hvis de bevæger sig indenfor det

samme stof, kan man vha. et optisk gitter splitte lyset fra gassen op i spektrallinjer og derefter be-

stemme, hvilken gas, der er tale om, da hver gas udsender sit eget særprægede lys. De spektrallinjer

lyset bliver delt i fortæller altså præcis, hvilken gas, der er tale om, da de ”viser” hver sin bølge-

længde i de forskellige ordener.

lod en tydelig lysstribe skinne igennem, for så at stille skarpt på lysstriben og lade kikkertens tråd-

kors stå midt i den. Vi kunne herefter stille skarpt på gassens spektrallinjer en af gangen og med den

grad inddelte drejebod måle afbøjningsvinklen for den pågældende bølgelængde i 3 ordener, hvilket

blev gjort både til højre og til venstre for at kunne bruge middelværdierne af vinklerne i vores sene-

re udregninger. Da drejeboden var med nonius kunne vi måle afbøjningsvinklerne med meget stor

præcision (1/10 grads nøjagtighed). Vi kunne derefter beregne bølgelængderne ud fra bølgeformlen

og på den måde sammenligne vores resultater med ovenstående skema.

Anne van de Looij, 2.l Fysikrapport 23-01-09

Side 3 af 4

Måledata

Anne van de Looij, 2.l Fysikrapport 23-01-09

Side 4 af 4

Udregninger

Udregning af den lilla bølgelængden, orden 1, for det første emissionsspektrum, dvs. lampe 2. For

at udregne den lilla bølgelængde finder man først gennemsnittet af de to aflæste gradtal for omtalte

bølgelængde:

(7,60º + 7,80º)/2 = 7,70º

Dernæst kan man vha. følgende formel beregne bølgelængden:

Man regner på samme måde bølgelængderne i resten emissionsspektret for lampe 2 og for lampe 4.

Konklusion

Da det med meget stor præcision er lykkedes os at bestemme, hvilken gas der befandt sig i gasud-

ladningsrørene, må forsøget betragtes som meget succesfuldt. Ved sammenligning fandt vi, at gas-

sen i spektrallampe nr. 2 var helium, og at den i nr. 4 var kviksølv – de relative afvigelser var små

nok til at fastslå dette meget nøjagtigt. Med spektrallampe nr. 4 måtte vi dog gå lidt på kompromis

med farveangivelsen og faktum, at vi manglede 3 ud af 6 bølgelængder i skemaet og havde fundet

en, der ikke var opgivet i skemaet, men ved at sammenligne med værdierne i databogen, blev det

tydeligt, at det var kviksølv, der var tale om. Vi har altså tilladt os i vores endelige skema at angive

nogle af farverne anderledes og kun tage dem med, vi selv fandt.