Espectroscopia

ESPECTROS DE EMISIÓN DE LUZ EN LOS GASES:

DESCOMPOSICÓN DE LA LUZ EN DETERMINADAS LONGITUDES DE ONDA MEDIANTE LA RED DE DIFRACCIÓN.
(Práctica nº 14: Espectroscopía)

CARLOS HUERTAS BARRA FERNANDO HUESO GONZÁLEZ 1º DE FÍSICA Grupo B. L1/2 Práctica realizada el 2-IV-08 Informe entregado el 9-IV-08

ÍNDICE
ÍNDICE..............................................................2 RESUMEN........................................................3 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL ..............3 CALIBRADO DEL ESPECTROSCOPIO ..........4 LÁMPARAS PROBLEMA .................................7 CONCLUSIÓN ..................................................9

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RESUMEN
Los gases tienen un espectro de emisión que no es continuo, sino que se caracteriza por unas determinadas longitudes de onda.Mediante un espectroscopio se hace incidir luz de las lámparas de descarga de gas que al atravesar una red de difracción se descompone en sus longitudes de onda, desviándose cada una de ellas un ángulo diferente. Mediante un calibrado inicial a partir de un gas conocido, podemos determinar las constantes de la red de difracción y sustituir la lámpara sin variar el resto del montaje por otra lámparaproblema. Se puede comparar el espectro observado y los valores de las longitudes de onda obtenidos con los valores tabulados para identificar qué gas contiene cada lámpara problema.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Para descomponer la luz emitida por las lámparas en sus longitudes de onda, se emplea un espectroscopio. Este consta de un colimador y una rendija muy pequeña, por la cual entra la luz dela lámpara. El haz de luz atraviesa una red de difracción y se descompone en las diferentes longitudes de onda que contiene, cada una desviándose un ángulo distinto. Un telescopio apunta al centro de la red de difracción y puede rotar alrededor del punto central. Girando el telescopio se pueden ir encontrando las diferentes colores del gas, comprobar el espectro de rayas y medir el ángulo dedesviación. En el punto central hay una superposición de todos los colores que no se tienen en cuenta a efectos de rayas de emisión. Para obtener los resultados cuantitativos se emplean las siguientes fórmulas: Cuando la luz incide perpendicularmente sobre una red de difracción, ésta se difracta en distintas longitudes de onda con un determinado ángulo, obteniéndose la siguiente expresión:
⋅ m  m =1,2,3... → d Si la luz no incide exactamente perpendicular a la red sino que lo hace bajo otro ángulo, la expresión anterior toma la forma siguiente: ( senθ + senϕ ) = senθ =

λ

λ
d

⋅ m  m = 1,2,3.... →

Nota: en los cálculos que se realizan el valor m es siempre igual a 1, que equivale al primer orden.

Así pues mediante ésta expresión podemos determinar la distancia d de la red yel ángulo ϕ , sabiendo la longitud de la onda que pasa a través de ésta y el ángulo θ . Para ello basta con hacer incidir sobre la red luz de espectro electromagnético conocido y medir el ángulo con el que se va encontrando cada una de las rayas del espectro característico de éste elemento (en nuestro experimento el Hg). Así pues, mediante la expresión anterior tenemos que:

senθ =

λ
d

−senϕ

Esta fórmula nos permitirá, a través de la ecuación de la recta hallada por la relación lineal entre el senθ y λ , determinar la constante d, 1/d y el valor de ϕ . Así pues podemos hallar las ecuaciones que nos darán los valores dichos: 1 1 = pendiente de la recta ( A)  d = → d A senϕ = ordenada en el origen = B  ϕ = arcsen( B ) →

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Y sus respectivos errores vendrán dados por: δ( A) δ (d ) = 2 A δ ( B) δ (ϕ ) = 1− B2

CALIBRADO DEL ESPECTROSCOPIO
El experimento comienza calibrando el espectroscopio adecuadamente. Debido a una ambigüedad en el guión de prácticas se perdió bastante tiempo al enfocar el telescopio. Finalmente se decidió seguir la lógica y enfocar la rendija de forma que se viese nítidamente, así como el aspa que marcaba el “punto de mira” del...