Reporte de la practica 9- Laboratorio de Fisica 4- Fime PDF

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UNIVERSIDAD AUTONOMA DENUEVO LEON.FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA YELECTRICA.N. Materia: Laboratorio de Física IVPractica # 9Estudio de espectros atómicosNombre: Luis Fernando Martinez ArcadioMatricula: 1908969Carrera: IMEHora: V1-V2 Brigada: 404Maestra: Dra. Norma Patricia Puente RamírezFecha: 15/0...

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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON. FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA. N. Materia: Laboratorio de Física IV Practica # 9 Estudio de espectros atómicos

Nombre: Luis Fernando Martinez Arcadio Matricula: 1908969 Carrera: IME

Hora: V1-V2 Brigada: 404 Maestra: Dra. Norma Patricia Puente Ramírez

Fecha: 15/05/2021

Objetivo:

El objetivo de esta práctica es el del estudio de las redes de difracción se estudió la técnica de la espectroscopia o estudio de los espectros. En esta práctica vamos a profundizar en este tema y veremos su aplicación.

Hipótesis:

Se observarán diferentes tipos de espectros determinando sus características fundamentales en donde se nos permitirá enfocar las líneas de espectro en la pantalla.

Marco teórico Espectro de la luz. (Del latín lux, lucis) a la radiación electromagnética que puede ser percibida por el ojo humano. En física, el término luz se usa en un sentido más amplio e incluye el rango entero de radiación conocido como el espectro electromagnético, mientras que la expresión luz visible denota la radiación en el espectro visible. Se denomina espectro visible a la región del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. A la radiación electromagnética en este rango de longitudes de onda se le llama luz visible o simplemente luz. No hay límites exactos en el espectro visible; un típico ojo humano responderá a longitudes de onda desde400 a 700 nm aunque algunas personas pueden ser capaces de percibir longitudes de onda desde 380 a 780 nm. Cuando se hace pasar la luz a través de un prisma óptico se produce el efecto llamado dispersión que consiste en la separación de las distintas longitudes de onda que forman el rayo incidente. La luz blanca produce al descomponerla lo que llamamos un espectro continuo, que contiene el conjunto de colores que corresponde a la gama de longitudes de onda que la integran. Sin embargo, los elementos químicos en estado gaseoso y sometido a temperaturas elevadas producen espectros discontinuos en los que se aprecia un conjunto de líneas que corresponden a emisiones de sólo algunas longitudes de onda. En general se identifican tres tipos de espectros: 1)Espectros continuos: donde están presentes todas las longitudes de onda de la radiación, con diferentes intensidades, y que es típico de cuerpos sólidos calentados, como puede ser el filamento de una lámpara. En este caso el espectro es semejante para diferentes cuerpos y varía fundamentalmente con la temperatura del mismo. 2)Espectro discontinuo o de líneas: es el espectro donde están presentes solo algunas de las longitudes de onda de la radiación, también con diferentes intensidades, y es típico de gases o vapores calentados a cierta temperatura. El

espectro es diferente para diferentes gases o vapores y por ello es posible midiendo las longitudes de onda del espectro, determinar qué elemento químico está emitiendo ese espectro. 3)Espectro de bandas: es el espectro donde están presentes regiones de emisión agrupadas en zonas determinadas del espectro. Es típico de líquidos.

Antecedentes En esta práctica vamos a observar diferentes tipos de espectros y determinar sus características fundamentales. Cada equipo de trabajo tendrá en su puesto de trabajo de una lámpara espectral de un elemento químico determinado colocada en su banco óptico. El esquema de la instalación experimental será el que se muestra en la figura:

La lente nos permitirá enfocar las líneas del espectro en la pantalla para lo cual debe moverse tanto la lente como la pantalla para lograr que las líneas se vean lo más estrechas posibles. La tarea consiste en determinar el elemento químico presente en la lámpara espectral que tiene se equipo. Luego de encender la lámpara observe el espectro que produce atentamente. Vea las líneas que se muestran en la pantalla. Observe que hay una línea central de mayor intensidad que corresponde al máximo de orden cero. A los lados de ésta se observarán otras líneas de diferentes colores características de la

lámpara en cuestión. Anote el orden en que se ven las líneas y el color de cada una. Le sugerimos la elaboración de una tabla con estas características de su espectro. Para determinar las longitudes de onda de cada una de las líneas se utilizará el mismo procedimiento que se usó en la práctica de las redes de difracción. Le recordamos que la fórmula de los máximos de interferencia en las redes es la siguiente: dsⅇnθ =mλ d - es el parámetro de la red llamado período y es igual a la distancia entre dos rendijas vecinas. Este parámetro es igual al inverso de la densidad de rendijas ya dada (d = 1/n). λ

- longitud de onda de la luz del láser ya conocida.

m - número entero que da el orden del mínimo, contando a partir del centro del patrón y que es igual a 1, 2 , 3, etc. En este caso se utilizará una red de 300 líneas por mm de largo (n -densidad de rendijas). Debe junto a su equipo de trabajo realizar las mediciones que considere necesarias para determinar las longitudes de onda de cada una de las líneas observadas en el espectro de su lámpara. Una vez que se hayan determinado las longitudes de onda de cada línea del espectro es necesario identificar a qué elemento químico corresponde. Para ello en el laboratorio se tendrán unas tablas donde se dan las longitudes de onda emitidas por cada elemento químico. Tenga en cuenta que en las tablas se dan datos de muchas líneas del espectro y en la instalación que se tiene en el laboratorio se ven solamente unas3 o 4 líneas. Además siempre existen errores experimentales que provocan que los valores obtenidos de las longitudes de ondas no sean del todo exactos, por lo que debe buscar el espectro que más cerca está del observado por su equipo.

Mediciones y cálculos L = 2.17 m = 2170 mm X Azul = 20 cm = 200 mm X Verde = 23.2 cm = 232 mm X Amarillo = 25 cm = 250 mm X Rojo = 26.3 cm = 263 mm

m=1

d=

1 =0.00333 lineas/mm lineas 300 mm

Azul =

Tag=

x L

Tag=

Verde =

x L

Amarillo =Tag = Rojo= Tag =

200 mm 2170 mm

=

x L

232mm 2170 mm

=

263 mm 2170 mm

=

Ta g−1 =(0.1069) = 6.102°

= 0.1069

250 mm 2170 mm

x = L

Ta g−1 =(0.0921) = 5.265°

= 0.0921

Ta g−1 =(0.1152)

= 0.1152

= 6.571°

Ta g−1 =(0.1211) = 6.910°

= 0.1211 dsⅇnθ =mλ

λ Azul=

dsⅇnθ m

λ Verde=

dsⅇnθ m

λ Amarillo=

λ Rojo=

= =

dsⅇnθ m

dsⅇnθ m

=

0.00333 sⅇn 5.265 ° 1 0.00333 sⅇn 6.102 ° 1

=

= 3.05 x 10-4 mm = 3.53 x 10-4 mm

0.00333 sⅇn 6.571 ° 1

0.00333 sⅇn 6.910 ° 1

= 3.81 x 10-4 mm

= 4.006 x 10-4 mm

Al compararlo con la tabla de espectros que se nos proporcionó, por lo que concluimos que el gas, es de mercurio debido a que no es noble

Conclusiones Concluya acerca de las características de los espectros observados. Los espectros observados cambian según el valor de λ y según cambie este valor nos indica que elemento es el que se utilizo en la practica ¿Qué sería necesario hacer para identificar el elemento químico presente en las lámparas que iluminan el laboratorio?. ¿ Qué elemento químico está presente en estas lámparas?. Seria necesario ver los espectros de las lamparas para saber de que elemento se componen aunque usualmente son de mercurio

Identifique las diferencias entre los espectros de las lámparas y el espectro observado en el ejercicio complementario. En las lámparas utilizadas en su casa ¿qué tipo de espectro espera tener?. ¿Por qué?. La diferencia podría ser la intensidad de luz que se observa en las lámparas y en las lámparas de casa al ser focos ahorradores es posible que la sustancia en su interior sea Argón o Kriptón e inclusive vapor de Mercurio porque son los que se usan para dar la luz blanca de estos focos. ¿Qué lámpara cree sea más eficiente desde el punto de vista del aprovechamiento de la energía eléctrica?. ¿Por qué?. Las de gas porque convierten la energía eléctrica en luz y no se desperdicia en calor.

Bibliografía https://www.ecured.cu/Espectro_de_la_luz https://www.espectrometria.com/espectrmetros...