Relatório de Raias Espectrais

Relatório de Raias Espectrais

Universidade Estadual do Maranhão

Centro de Ciências Exatas e Naturais

Curso: Física Licenciatura

Jose Mailson Ramos Feitosa cód: 0818218

Disciplina: Laboratório de Moderna

11/09/12

A medida do comprimento de onda das raias espectrais do Hg

Resumo:

Este trabalho visa obter os comprimentos de onda do espectro de luz visível através das raias espectrais do mercúrio (Hg), para tanto utilizamos um emissor de luz (Hg), para realizarmos as medições ,fita crepe para marcarmos as distâncias medidas pela trena, fizemos cinco ensaios, ou seja realizamos cinco medições para cada cor do espectro visível, para depois calcularmos alguns dados e depois utilizarmos a os resultados para calcularmos os comprimento de onda, cada ensaio foi realizada com uma equipe de três alunos que se revezavam nas funções.

Depois de realizados os cálculos realizamos uma média e um desvio padrão, para chegarmos o mais próximo possível dos comprimentos de onda tabelados nos livros.

Palavras-chave:

Emissor de luz (Hg), rede de difração, espectros.

  1. Introdução

A regularidade das raias parecia indicar que havia uma relação entre elas.

Os trabalhos de análise espectral foram iniciados por Kirchhoff e Bunsen por volta de 1859. Nos vinte e cinco anos que se seguiram, uma série de dados inexplicáveis relativos às raias espectrais emitidas por elementos excitados foi se acumulando. Tão logo tornou-se possível efetuar medidas de comprimentos de onda com segurança, numerosos investigadores lançaram-se à procura de relações entre as raias encontradas no espectro de um dado elemento. Nada se conseguiu além de algumas relações de diferentes tipos. Por volta de 1880, Liveing e Dewar chamaram a atenção para sucessivos pares de raias no espectro do sódio e ressaltaram que estes pares estavam alternadamente juntos e afastados, e que os mesmos se aglomeravam na direção da região de menores comprimentos de onda do espectro, sugerindo alguma relação entre eles, a qual eles não conseguiram descobrir. Em 1883, Hartley descobriu uma importante relação numérica entre os componentes de duplas e trios no espectro de um dado elemento. Se são utilizadas frequências no lugar de comprimentos de onda, Hartley descobriu que a diferença nas frequências dos componentes de um grupo (dupla ou trio) de um determinado espectro, é a mesma para todos os grupos de raias deste espectro.

Foi somente em 1885 que Johann Balmer, um professor suíço, conseguiu obter uma fórmula que relacionava os comprimentos de onda das diversas raias com relativa precisão, para o hidrogênio:

λ= 3645,6n2

n2 - 4

λ é o comprimento de onda em angstrom; 1 A=10-10 m n= 3, 4, 5, ..., para os respectivos comprimentos de onda.

Para se obter a freqüência, pode-se utilizar a expressão:

c = λ.f

Onde c é a constante da velocidade da luz que, c= 3.108 m/s.

Admitindo-se que cada fenda tenha uma largura muito pequena e que uma onda luminosa incida normalmente, haverá a formação de uma figura de interferência construtiva em um anteparo à grande distância da rede, onde teremos um grande número de fontes lineares igualmente espaçadas, cujos máximos de interferência são dados por:

λ.m=d.senθ

Onde m=0,1,2,3..., mas nesse experimento iremos considerar m como sendo somente 1(máximo de primeira ordem), então teremos:

λ=d.senθ

Utilizaremos também o teorema de Pitágoras para calcularmos a hipotenusa para então encontrarmos o senθ, e na sequencia encontrarmos o comprimento de onda (λ).

a2=b2+c2 resultando em:

hip2=OP2+L2

Sendo:

OP a distância da rede de difração à posição onde se visualiza o espectro de cor.

L é a distância entre a rede de difração e o emissor de luz (mercúrio).

Utilizaremos também aproximações através do método do erro.

  1. Procedimento

Materiais Utilizados:

  • 01 Emissor de luz (Hg)

  • 01 Rede de difração de transmissão com constante de rede 1,000.10-6 m

  • 01 Escala milímetrada retrátil

  • 01 Rolo de fita crepe

  • 01 Régua

  • 01 folha de papel A4 branca

Inicialmente medimos a distância entre o emissor e a rede de difração.

Fig.1- Medida efetuada entre o emissor e a rede de difração

Em seguida fixamos a fita crepe no chão, marcando a medida feita.

Depois enrolamos a régua (suporte) com a folha de papel branca.

Lembrando que esse experimento conta com a participação de três alunos.

Um aluno A se projeta à frente do emissor ligado, o outro segura a régua que servirá como suporte para o aluno B, quando o aluno A observa os espectros formados pela rede de difração ele orienta o aluno B a deslocar-se para um dos lados a fim de posicionar a régua segura pela mão do colega, exatamente em cima do espectro observado por ele na rede de difração, feito isto o aluno C efetua a medição na horizontal (perpendicular em relação ao aluno A) entre o aluno B e o emissor. Esse processo é repetido para todos os espectros de cores, e sendo realizado 5 ensaios com comprimentos diferentes entre o emissor e a rede de difração.

Fig.2- Aluno A projeta em frete ao emissor de Hg Fig.3- Aluno B posiciona-se e segue orientação de A.

Fig.4- Emissor de luz (Hg) Fig.5- Aluno C mede comprimento entre a régua

Emissor.

  1. Resultados

Fizemos 5 ensaios como descrito acima, a tabela 1 mostra os valores (distâncias em metro).

E

N

S

A

I

O

S

L

violeta

Anil

Verde-escuro

Verde-claro

Amarelo

1

3,0

1,32

1,42

1,74

2,08

2,74

2

3,1

1,39

1,53

1,84

2,08

2,29

3

3,2

1,47

1,58

1,89

2,13

2,37

4

3,3

1,47

1,64

1,90

2,18

2,40

5

3,4

1,59

1,71

2,0

2,27

2,48

Tab.1- Relaciona os valores entre comprimentos entre Aluno A e emissor, e régua e emissor.

Depois de efetuados os cálculos com base nas fórmulas mencionadas na introdução, disponho-os na tabela abaixo, com os valores multiplicados por 10-15nm, valor obtido depois da conversão de metro pra nanômetro (10-9m).

CORES

Violeta

anil

Verde-escuro

Verde-claro

Amarelo

Λ

1

0,4

0,43

0.5

0,57

0,68

2

0,42

0,44

0,51

0,56

0,59

3

0,44

0,44

0,6

0,55

0,59

4

0,42

0,44

0,5

0,55

0,6

5

0,45

0,45

0,5

0,56

0,59

Tab.2- Relaciona os valores dos λ encontrados nos cinco ensaios.

Realizado o desvio e padrão e média , obtemos:

CORES

Violeta

anil

Verde-escuro

Verde-claro

Amarelo

Λ

0,42

0,44

0,52

0,56

0,61

Tab.3- Dispõe os valores depois de obtidos os desvios padões.

A tabela seguinte mostra os comprimentos de onda tabelados de acordo com os livros.

  1. Conclusões

Conclui que os objetivos foram alcançados de acordo com o esperado nas faixas de cores, com exceção da cor amarela que fugiu um pouco do esperado, desvio que pode ser atribuído ao experimento ser manualmente e não termos um total controle dos movimentos motores, sendo assim considero satisfatório nosso experimento.

5. Referências Bibliográficas:

TIPLER, Paul A. Física Moderna. 3ª ed. Rio de Janeiro. Editora: LTC, 2001.

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; KRANE, Kenneth S. 5ª ed. Rio de Janeiro. Editora: LTC, 2004.

EISBERG, R. Fundamentos da Física Moderna. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1979.

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