Doświadczenie: obserwacja widm
🎯 Po co Ci to?
Widma najlepiej zobaczyć — wystarczy siatka dyfrakcyjna i źródło światła. To doświadczenie łączy optykę (Dział 10) z fizyką atomową.
✅ Czego się nauczysz
- obserwować widma atomowe za pomocą siatki dyfrakcyjnej.
📘 Wyjaśnienie — obowiązkowe doświadczenie
Obserwacja widm siatką dyfrakcyjną. Patrząc przez siatkę dyfrakcyjną (§10.6) na różne źródła światła, porównaj ich widma:
- żarówka (ciało rozgrzane) — widmo ciągłe (pełna tęcza);
- świetlówka / lampa gazowa — widmo liniowe (jasne linie zamiast pełnej tęczy).
W świetlówce zobaczysz jasne linie rtęci nałożone na słabsze, szersze pasma — większość światła widzialnego daje tam luminofor pokrywający rurkę, a nie samo wyładowanie w gazie. Czyste widmo liniowe dają rurki wyładowcze bez luminoforu (np. neonowa, wodorowa).
Zobaczysz wprost różnicę między widmem ciągłym a liniowym (§11.3) i przekonasz się, że gazy świecą tylko w określonych barwach — bezpośrednie potwierdzenie skwantowanych poziomów energetycznych.
📐 Jak opisać doświadczenie (przypomnienie z §1.5)
Cel → obserwacja (jakie linie/barwy) → wniosek (typ widma, identyfikacja). Uwaga na bezpieczeństwo przy źródłach światła (nie patrz w silne źródła UV).
🎒 Zadania
Zadanie 11.7.1. [R] Patrząc przez siatkę na żarówkę widzisz ciągłą tęczę, a na świetlówkę — kilka ostrych linii. O czym to świadczy?
Pokaż rozwiązanie
Żarówka (rozgrzane ciało stałe) daje widmo ciągłe; świetlówka — widmo liniowe, bo świecące atomy rtęci emitują tylko w określonych barwach odpowiadających przejściom między poziomami energetycznymi. To bezpośrednie potwierdzenie kwantowania energii w atomach.
🔍 Sprawdź, czy umiesz
- [ ] Zaobserwować i rozróżnić widmo ciągłe i liniowe za pomocą siatki dyfrakcyjnej.