Elevøvelse nr 2 av Andrea Palmberg.
Hensikt:
I dette forsøket skal jeg se på spektrene til forskjellige lyskilder. Dette gjør jeg ved hjelp av et håndspektroskop som bøyer eller bryter lyset, for da vil jeg kunne se fargene hver for seg og finne ut om lyskilden min er et sammenhengende spekter eller et emisjonsspekter.
Utstyr:
Digeltang
Porselensskål
Magnesiumbånd
Stearinlys
Glødelampe
Lysstoff rør
Håndspektroskop
Bakgrunnsstoff om elktromagnetisk stråling og sollys:
Vi er omgitt av stråling konstant, noen strålinger er det mulig for oss å se, andre ikke. Stråling er egentlig energi som sendes ut fra en strålingskilde i form av bølger eller partikler. Det elektromagnetiske spekter består av de strålingstypene som finnes: Gammastråling, røntgenstråling, ultrafiolett stråling, synlig lys, infrarød stråling, mikrobølger, radiobølger.
Sollys: Sola sender ut hvitt lys, fordi lyset inneholder forskjellige bølgelengder. Når det hvite lyset treffer gassmolekyler eller støvpartikler i atmosfære, slippes fargene frem. Sollyset inneholder alle fargene i regnbuen. ROGGBIF kan her være en god huskeregel: Rød, orange, gul, grønn, blå, indigo, fiolett. Fargen blå feks har korte bølger og blir spredt mye.
Sammenhengende spekter:
Et sammenhengende spekter oppstår når en ser på glødende fast stoff, glødende væske eller gass med høyt trykk, da vil en se alle bølgene i det synlige lyset, altså alle fargene.
Emisjonsspekter:
Et emisjonsspekter oppstår når en ser på en gass. Emisjonspekteret eksiterer/sender ut visse bølgelengder. Da vil vi kun se lys ved noen helt spesielle bølgelengder, disse linjene kalles spektrallinjer. De forskjellige grunnstoffene som befinner seg i gassen, bestemmer hvilket spekter vi ser, hydrogengass gir feks andre spektrallinjer enn heliumgass.
Absorpsjonsspekter:
Vi har også noe som heter absorpsjonsspekter, dette oppstår når vi ser på lys som passerer gjennom gass. Da vil spekteret inneholde mørke linjer. Grunnen til dette er at enkelte fotoner absorbere/blir tatt opp i gassen og deretter sendt ut i alle retninger. Lyset blir nemlig svakere for disse bølgelengdene og et absorpsjonsspekter oppstår.
Hypotese:
Lysstoff rør:
Jeg tror at lysstoffrøret vil vise oss et emisjonsspekter. Lysrørene er fylt med gass, men ikke under høyt trykk. Det skal også være mulig å finne ut hvilke grunnstoffer som befinner seg i gassen, dette kan vi se ved hjelp av tolkningen av spektrallinjene i spekteret.
Stearinlys:
Jeg tror stearinlyset er et sammenhengende spekter. Veken i lyset brenner, altså et glødende fast stoff.
Glødelampe:
Jeg tror glødelampen er et sammenhengende spekter. Glødelampen er glødene metall, altså glødende fast stoff.
Magnesiumbånd:
Jeg tror at magnesiumbåndet er et emisjonsspekter. Gassen magnesium settes fri og det er det spekteret vi ser.
Sollys:
Jeg skal også se på sollyset utenfor, men med et annet spektroskop. Jeg tror jeg vil se et sammenhengende spekter i og med at solen sender ut hvitt lys som inneholder alle fargene i et sammenhengende spekter.
Fremgangsmåte og observasjon:
Lysstoffrør:
Når jeg så på lysstoffrørene med håndspektroskopet observerte jeg et tydelige emisjonsspekter. Det er svært vanskelig å se på de ulike spektrallinjene i dette bildet, men med tanke på hva jeg oppserverte under forsøket i tillegg, tror jeg lyssrøret inneholder gassen kvikksølv (Hg).
Stearinlys:
Håndspektroskopet viste klart og tydelig et sammenhengende spekter.
Glødelampe:
Også her så jeg et sammenhengede spekter med håndspektroskopet.
Magnesiumbånd:
Her brukte vi en digeltang til å holde magnesiumbåndet når det brant, samt en porselensskål som vi holdt under. Håndspektroskopet viste at magnesiumbåndet hadde et sammenhengde spekter, ikke et emisjonsspekter som jeg først trodde. Grunnen til dette er at magnesiumbåndet som tennes på er et glødende fast stoff og det er dette som vises i spektroskopet, en annen grunn til at det sammenhengende spekter kan være strølys.
Utelys:
Jeg så på sollyset utenfor med et annet håndspektroskop da obseverte jeg et sammenhengende spekter.
Briller:
Under dette forsøket fikk vi utdelt et par briller som vi også skulle observere spektrene gjennom. Disse brillene ga meg et annet spekter enn det hånspektroskopet gjorde, grunnen til dette tror jeg er at brilleglassene inneholdt en gass. Jeg så derfor på lyskilden gjennom gass og det oppstod et absorpsjonsspekter.
Konklusjon:
Feilkilder:
Dette er et forsøk med svært mange mulige feilkilder. Strølys er en faktor som spiller inn, vi var svært bevisst på å ha det så mørkt som mulig i rommet og rundt lyskilden vi observerte, men alikevell kan vi ikke være sikre på at ikke noe lys kom frem og forstyrrer spektrene. Sollyset som kan slippe inn fra gardinene, pc-lys eller lys fra mobilen kan være eksempler på dette. Et håndspektroskop er heller ikke et helt nøyakitg måleinstrument, og det er vanskelig å finne det eksakt spektret til lyskilden og det var også svært vanskelig å se hvilke grunnstoffer som vises i spektrallinjene.
Glødelampe, stearinlys, magnesiumbånd:
Likevel virker observasjonene fornuftige. Glødelampen, stearinlyset og magnesiumbåndet er glødene fast stoff, og dette skal gi oss et sammenhengende spekter med alle bølgene i det synlige lyset.
Lysstoffrør:
Lysstoffrøret inneholder gass, men ikke under høyt trykk og skal i tillegg kunne gi oss svaret på hvilke grunnstoffer som befinner seg i gassen, derfor er det naturlig at dette skal være et emisjonsspekter. Det er som sagt vanskelig å tyde spektrallinjene i spektret til lysstoffrørene, men det er logisk at det kan inneholde kvikksølv i og med at mange lysrør ofte inneholder dette grunnstoffet. Men spektret kan også minne om grunnstoffet helium, som kan være sannsynlig. Helium er en av edelgassene, som også blir brukt i lysstoffrør. Med tanke på forurensningsproblemene i forbindelse med kvikksølv er det dermed godt mulig at det helium vi ser og ikke kvikksølv.
Sollyset:
Sollyset består som sagt av alle de synlige bølgelengdene og viser oss alle fargene i regnbuen. Hadde vi hatt et bedre håndspektroskop ville det vært mulig å se mørke linjer i spekteret, altså et absorpsjonsspekter. Sollyset treffer forskjellige gassmolekyler i atmosfæren, dette fører til at noen fotoner blir absorbert og deretter sendt ut igjen, dette skaper disse mørke linjene i solspekteret. Dette klarte ikke vårt håndspektroskop å fange opp, det har heller ikke øynene våre mulighet til.
Kilder:
http://ndla.no/nb/node/27227?fag=7
http://naturfag.info/4fenomener/i_elektromagnetisk.htm
Naturfag 3, påbygg
