Układ optyczny spektroskopu przedstawionego na poniższym rysunku oświetlono promieniowaniem pochodzącym z różnych źródeł.

R1KHSWiPMAV7G

Rys. 3. przedstawia uproszczony schemat spektrometru z siatką dyfrakcyjną. Od lewej: dwie pionowe czarne linie, jedna pod drugą, z niewielką wolną przestrzenią między nimi, obrazują szczelinę, przez którą przechodzi światło. Ze szczeliny odchodzi promieniście układ czarnych wąskich linii ze strzałkami obrazującymi promienie biegnącego światła. Promienie padają na soczewkę kolimującą przedstawioną w kształcie pionowej bardzo wąskiej elipsy o barwie jasnoniebieskiej. Skolimowane światło – przedstawione jako układ poziomych czarnych strzałek – pada na przesłonę z siatką dyfrakcyjną. Przesłona zaprezentowana jako dwa pionowe wąskie pomarańczowe prostokąty, pomiędzy którymi linią przerywaną zaznaczono siatkę dyfrakcyjną. Światło wychodzące z siatki przedstawione jest w postaci dosyć szerokich i długich tęczowych strzałek rozchodzących się promieniście od środka siatki. W dolnej części schematu z prawej, umieszczono w kształcie łuku o długości równej jednej czwartej okręgu, turkusowy pasek z układem granatowych kresek obrazujących podziałkę. Łuk stanowi część detektora światła. W jego górnej części znajduje się soczewka i element w kształcie walca przypominający okular mikroskopu. Na schemacie umieszczono oznaczenia poszczególnych elementów, od lewej: Sz – szczelina; Sk – soczewka kolimująca; P+S – przesłona z siatką dyfrakcyjną; D – detektor światła. Zaznaczono również dwa kąty – alfa jeden i alfa dwa oznaczające kąty ugięcia światła po przejściu przez siatkę dyfrakcyjną.

Wykorzystano światło białe, światło pochodzące z lampy zawierającej gazowy neon oraz światło z lampy sodowej. Na detektorze uzyskano trzy różne obrazy.

RY2s2FLcHp4rk

Na Rys. 4. przedstawiono widmo pewnego promieniowania. Określ, z jakich długości fali składa się ono i oszacuj względne intensywności poszczególnych długości fali.

R13M7MAxgsnC5

Wykonaj własne doświadczenie analizy widmowej. Do jego wykonania potrzebujesz pryzmatu lub siatki dyfrakcyjnej, białej kartki oraz lasera i innego źródła światła (np. żarówki, świeczki lub światła słonecznego). W zaciemnionym pomieszczeniu umieść pryzmat, a za nim białą kartkę, która będzie pełniła rolę ekranu. Skieruj promień lasera na pryzmat w ten sposób, by wiązka przechodząca padała na ekran. Być może konieczne będzie wypróbowanie różnych odległości lasera od pryzmatu i pryzmatu od ekranu. Zaobserwuj ilość różnych barw (długości fal) w świetle laserowym. Następnie wykorzystaj do tego samego celu inne źródło światła i ponownie zaobserwuj ilość barw w rozszczepionym świetle. Najlepsze wyniki doświadczenia uzyskasz, jeśli wiązka światła padająca na pryzmat będzie wąska – możesz np. umieścić żarówkę w czarnym pudełku z małym otworkiem lub zrobić taki otworek w materiale zasłaniającym okno (spójrz na rysunek).

R10olCVlOa72c

Rycina przedstawia scenę z laboratorium Isaaca Newtona przeprowadzającego doświadczenie z rozszczepieniem światła białego w pryzmacie. Na szarym tle widoczne zarysy mebli i postaci – od lewej stół z maszyną elektrostatyczną, wyżej – półka z innymi przyrządami naukowymi; pośrodku mosiężny stojak z pryzmatem. Stoi przy nim zamyślony Newton – szczupły wysoki mężczyzna; za nim krzesło, o które opiera się asystent naukowca. Na ścianie, za naukowcem, znajduje się źródło światła białego. Widać jego wiązkę w postaci białej linii – padającej na pryzmat oraz wiązkę światła rozszczepionego po przejściu przez pryzmat – w postaci rozszerzających się różnobarwnych linii. Światło pada na jasny płócienny ekran.

Przedstaw wynik swojej analizy w postaci krótkiego opisu oraz schematu eksperymentu.
O niezbędne do doświadczenia elementy wyposażenia możesz poprosić nauczyciela fizyki a dodatkowe informacje znajdziesz w internecie.