Lab 3 Espectros de Emisión Atómica Laboratorio

FÍSICA INTERACCIONES Y CAMPOS Espectros de emisión atómica

RAE: Determinar la longitud de onda de diferentes radiaciones electromagnéticas. INTRODUCCIÓN  Al calentar un un elemento elemento gaseoso hasta hasta que llega llega a la incandesce incandescencia, ncia, se produce produce una emisión emisión de luz que, al hacerla pasar por un prisma o por una red de difracción, fenómeno ondulatorio, se descompone en forma de un espectro discontinuo, que consta de una serie de líneas correspondientes a determinadas frecuencias y longitudes de onda.  A este tipo de espectros espectros se conocen conocen como espectros espectros de emisión, y tienen la característica característica fundamental que cada elemento químico presenta un espectro característico propio, específico y diferente de los del resto de elementos, que sirve como "huella digital" permitiendo identificarlo fácilmente.

MARCO TEÓRICO

Figura 1. Modelo de Bohr para el átomo de Hidrógeno. Espectros de emisión y absorción.

El espectro de emisión atómica de un elemento es un conjunto de frecuencias de las ondas electromagnéticas emitidas por átomos de ese elemento, en estado gaseoso, cuando se le comunica energía. Cada una de estas frecuencias está relacionada con la energía E:   =  =   Donde, h  es la constante de Planck,  es la frecuencia, c   es la velocidad de la luz en el espacio libre y  es la longitud de onda.

Comportamiento Ondulatorio de la Luz 1. ¿En qué consiste el fenómeno de interferencia? Explique la diferencia entre la interferencia constructiva y destructiva. 2. ¿En qué consiste el experimento de la doble rendija de Young y cuál es la ecuación que lo caracteriza? 3. ¿En qué consiste el fenómeno de la difracción? 4. ¿Qué es una rejilla de difracción? ¿Qué relación tiene con la longitud de onda? 5. ¿Cuál es la diferencia de la luz emitida por un láser y la emitida por un tubo de descarga? 6. ¿Cuál es la ley de Bragg? Y cuál es la ecuación que la caracteriza?.

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OBJETIVOS 1. Calcular la longitud de onda de diferentes radiaciones monocromáticas. 2. Identificar algunos elementos de la tabla periódica a partir de sus líneas espectrales. 3. Caracterizar la luz proveniente de un gas de acuerdo a las longitudes de onda que la componen.

MATERIALES Fuente/Tubos de gases Espectrómetro Láser Goniómetro Red de difracción Regla/metro Soporte Universal

PROCEDIMIENTO Y ANÁLISIS CASO 2: Determinación de los elementos mediante las líneas espectrales A. ESPECTROMETRO 1. Ubicar el tubo de descarga en la fuente de alimentación frente al espectrómetro que tiene una red de difracción de 5710 líneas/cm. 2. Registrar el espectro que se observa y compararlo con el esperado. Puede ayudarse de una fotografía. 3. Compare los resultados obtenidos con el valor teórico de las longitudes de onda del elemento estudiado y determine el error de exactitud porcentual.

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B. GONIOMETRO Fuente de descarga

Red de difracción

Goniómetro

1. Ubicar el tubo de descarga en la fuente de alimentación frente al goniómetro con la rejilla de difracción del instrumento. 2. Calibrar el goniómetro alienando el ocular con el objetivo. Realizar la lectura en el goniómetro la cual le indicará el ángulo de inicio  con su respectiva incertidumbre. 3. Mover el ocular hasta encontrar una línea del espectro y registrar el ángulo  . 4. Realizar la diferencia entre  y el ángulo de la línea espectral medida  Φ =  − 

5. A partir de la relación de Bragg determinar la longitud de onda del color de la línea espectral. 6. Repetir el procedimiento con las otras líneas espectrales. 7. Diseñar una tabla para los colores de cada elemento observado, con la longitud de onda obtenida y compare esta información con el reportado en la literatura, así como el obtenido por el Profesor en el laboratorio de Materiales de la PUJ. 8. Comparar el valor teórico de la longitud de onda y determinar el error de exactitud porcentual.

CONCLUSIONES