Fysik

Hydrogens spektrum

10. december 2013 af sashii - Niveau: A-niveau

Jeg har et spektrum for hydrogen (lavet på et normalt spektrum, hvor alle synlige farver er til stede), hvor der er signaler ved:

406 nm
434 nm
463 nm
486 nm
494 nm
502 nm
576 nm
656 nm

Ifølge Bohrs atommodel skal der være fire signaler; 410 nm, 434 nm, 486 nm og 656 nm.
De er alle til stede, dog afviger et af dem. 

Der er mange af dem som er meget små. Så små at de næsten ikke er til at se. Hvordan kan det forklares? Kan det godt forklares ved, at det er apparatet og måleusikkerheder som er skyld i dem?


Brugbart svar (0)

Svar #1
11. december 2013 af Jerslev (Slettet)

Hvor stor er afvigelsen?

Brugbart svar (0)

Svar #2
11. december 2013 af Eksperimentalfysikeren

#0

Det er lidt svært at svare på, når man ikke kender opbygningen af udstyret.

Der er tydeligt tre linier, der hvor den målte værdi passer med teorien. Den fjerde værdi fra teorien, 410nm, kan være repræsenteret med de 406nm, der så er målt ret dårligt sammenlignet med de tre første.

Der kan være flere forklaringer på de sidste fire. Hvis der er benyttet et bøjningsgitter, og intensitetsmåling eller fotografisk optagelse, kan det være ultraviolette linier, der vises i en anden orden end de fire Balmer-linier. Hvis linierne er bestemt visuelt, udelukker det denne mulighed. Der kan også være tale om forurening af lyskilden. Enten ved, at der er kommet et fremmet stof ind i lyskilden, eller ved, at baggrundslys er blevet reflekteret i glasoverflader og derved kommet ind i strålegangen.

Beskriv apparaturet og målemetoden. Så er det nemmere at give en forklaring.


Svar #3
11. december 2013 af sashii

#1, Der er jo en afvigelse på 0,98% ved den korteste bølgelængde ifølge tabelværdien på 410 nm og vores målte værdi 406 nm. Derudover er der de helt små signaler ved 463 nm,494 nm, 502 nm og 576 nm, som egentligt ikke burde være der.

#2, Vi slukkede al lyset i lokalet og trak gardinerne ned, så der var helt mørkt (på nær en computerskærm, hvor vi havde den mindste styrke på skærmen for at tage målinger).

Vi satte hydrogenlampen til en strømforsyning og satte den til 6 V. 

Derefter holdt vi spektrofotometeret ind mod lampen og forsøgte at få de bedste målinger. Apparatet var ret småt så vi fik kun en enkelt god måling, da det var svært at justere apparatet i forhold til lampen.


Brugbart svar (0)

Svar #4
11. december 2013 af Jerslev (Slettet)

#3: Jeg kender øvelsen.

Jeres afvigelse på 0,98% må siges at være fornuftig og indenfor forsøgets usikkerheder.

For sjov kunne I jo overveje at tage et spektrum af computerskærmen og efterfølgende trække det fra jeres målte for at se, om I så fjerner eksterne kilder.


Brugbart svar (0)

Svar #5
11. december 2013 af Eksperimentalfysikeren

Det kan være, at de ekstra linier I ser er molekyllinier. Desværre har jeg ikke kunnet finde en brugbar tabel over molekylspektret. Det er en ret kompliceret sag med et meget stort antal linier med varierende intensitet.

Det er en god idé, at undersøge computerskærmens spektrum. Her ville jeg vente at finde tre bølgelængder svarende til fraverne rød, grøn og blå. Det passer så ikke helt med at der er 4 bølgelængder, der mangler forklaring, og ingen af dem svarer til rødt lys.


Svar #6
11. december 2013 af sashii

#4, Meget god ide. Jeg ved bare ikke hvordan man gør det, da jeg for nyligt har installeret Logger Pro for at kunne få spektret.

#5, Jeg prøver at undersøge noget om molekyllinjer.

Jo, den længste bølgelængde, 656 nm, svarer til rødt lys. 


Brugbart svar (0)

Svar #7
11. december 2013 af Eksperimentalfysikeren

Ja, men vi ved jo hvor 656 nm linien kommer fra.


Svar #8
11. december 2013 af sashii

#7, Hvad mener du? Altså at vi på forhånd ved at 656 nm ligger i det røde område af spektret?


Brugbart svar (0)

Svar #9
11. december 2013 af Eksperimentalfysikeren

656 nm er den røde linie i Balmerserien. Hvis der kommer lys fra skærmen, skal der være tre spektrallinier, hvoraf den ene er rød, men der er kun én rød linie i jeres målinger. Jeg har ikke kunnet finde den bølgelængde, der bruges i computerskærme, men det vil undre mig, hvis den lige er sammenfaldende med Balmerlinien, og så skulle der være to røde linier.


Svar #10
11. december 2013 af sashii

#9, Når. Ja, det ser kun ud som om, at der er en enkelt spektrallinje i det røde område. 

Så er det svært at se hvad der har forårsaget fire ekstra spektrallinjer.


Brugbart svar (0)

Svar #11
11. december 2013 af Eksperimentalfysikeren

Hvis du søger med Google "hydrgen spectrum", vil du finde nogle billeder af brintspektret. På nogle af dem kan man se, at spektret fra spektralrøret ikke kun indeholder Balmerlinierne, men også mange svagere linier. De stammer fra molekylerne. Jeg tror, der er nogle af dem, I har fået med.


Svar #12
11. december 2013 af sashii

#11, Altså brintmolekyler?


Brugbart svar (0)

Svar #13
11. december 2013 af Eksperimentalfysikeren

Ja


Svar #14
11. december 2013 af sashii

#13, Okay. Tak for hjælpen. :)


Skriv et svar til: Hydrogens spektrum

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.