1 1 II PRACOWNIA FIZYCZNA: BADANIE WIDM CZĄSTECZKOWYCHABSORPCYJNYCH I EMISYJNYCH
FA. 2 Badanie widm cząsteczkowych absorpcyjnych i emisyjnych
I. Wymagania do kolokwium:
1. Budowa cząsteczki. Cząsteczki homo- i heteroatomowe. Wiązania kowalencyjne i jonowe [2, 3, 4, 5].
2. Poziomy energetyczne cząsteczek: elektronowe, oscylacyjne, rotacyjne. Przejścia emisyjne i absorpcyjne [2, 3, 4, 5, 6].
3. Budowa i zasada działania spektrografu [1].
a) Dyspersja spektrografu.
b) Aparaturowa szerokość linii widmowej.
c) Zdolność rozdzielcza spektrografu.
4. Sposoby rejestracji widm: fotograficzne i cyfrowe.
II. Literatura zalecana:
[1] Sz. Szczeniowski - Fizyka doświadczalna, cz.IV - Optyka.
[2] Sz. Szczeniowski - Fizyka doświadczalna, cz.V - Fizyka atomu.
[3] Z. Kęcki - Podstawy spektroskopii molekularnej.
[4] G. Barrow - Wstęp do spektroskopii molekularnej.
[5] I.W.Sawieliew - Kurs fizyki t.2, PWN, W-wa 1989
[6] Encyklopedia fizyki współczesnej, str 310 - 319, PWN, W-wa 1983.
[7] II Pracownia Fizyczna (praca zbiorowa), Wydawnictwo Naukowe A.P. w Krakowie, 2000.
III. Wykonanie ćwiczenia:
1. Zadania do wykonania:
1.1 Zapoznać się z obsługą spektrometru światłowodowego CCD 2048 1.2 Przy pomocy spektrometru zarejestrować:
• widmo lampy kadmowej,
• widmo absorpcyjne fluoresceiny,
• widmo emisyjne fluoresceiny (oświetlonej LED-ami),
• widmo zwykłej żarówki (używanej przy naświetlaniu widma absorpcyjnego fluoresceiny),
• widmo żarówki energooszczędnej lub świetlówki.
2 2 II PRACOWNIA FIZYCZNA: BADANIE WIDM CZĄSTECZKOWYCHABSORPCYJNYCH I EMISYJNYCH
1.3. Posługując się programem komputerowym, wyznaczyć położenie linii kadmu i następnie sporządzić krzywą kalibracji (tablica długości fal dla kadmu w zakresie widzialnym na końcu instrukcji).
1.4. Wyznaczyć kształt widma absorpcyjnego i emisyjnego fluoresceiny.
1.5. Określić przedział widmowy pasma absorpcyjnego i emisyjnego.
1.6. W oparciu o diagram poziomów energetycznych zilustrować przejścia absorpcyjne i emisyjne fluoresceiny. Wyjaśnić położenie maksimum absorpcji i emisji.
2. Sposób wykonania:
2.1 Ustawić źródło światła Z (w przypadku widma kalibracyjnego – lampa kadmowa, w przypadku widma absorpcyjnego – zwykła żarówka dająca światło białe), końcówkę światłowodu S oraz w wypadku widma absorpcyjnego - kuwetę z fluoresceiną K, wg schematu:
2.2 Dla zarejestrowania widma emisyjnego fluoresceiny:
Ustawić kuwetę K z fluoresceiną, soczewkę L i światłowód S. Kuwetę oświetlić z boku (z obu stron) diodami świecącymi światłem niebieskim (LED) – wg poniższego schematu:
2.3 Zarejestrować dodatkowo widmo żarówki energooszczędnej lub świetlówki
2.4 Wyznaczyć:
• Położenie linii widmowych kadmu,
• Kształt linii widmowych
3 3 II PRACOWNIA FIZYCZNA: BADANIE WIDM CZĄSTECZKOWYCHABSORPCYJNYCH I EMISYJNYCH
• Kształt widma emisyjnego i absorpcyjnego fluoresceiny.
• Kształt widma światła białego żarówki (używanej przy naświetlaniu widma absorpcyjnego) i żarówki energooszczędnej lub świetlówki i porównać te widma.
Długości linii widmowych kadmu - zakres widzialny
Linia Długość fali [nm]
czerwona 643,8
słaba czerwona 632,5
zielona 508,5
niebieska 479,9
niebieska 467,8
fioletowa 441,5
