Spektre af lys  fra lamper Fysik
B

Apparatur: SpectroVis, computer med LoggerPro,
100W, 60W  glødelampe,
11W sparepære,  halogenlampe, LED pærer, Stearinlys/fyrfadslys
, lysstofrør,  lighter, Hg
lampe, Natrium-lampe og hvis det er muligt Solen.

Formål:

a)    At bestemme
spektre af forskellige lyskilder.

b)    At finde den bølgelængde
hvor intensiteten er maksimal ved en 100W glødepære

c)    Hvis det er muligt bestemme
temperaturen på Solen

d)    At fitte med
en Planck-kurve

Teori: Læs
side 125-128 i Vejen til fysik B2.

a)Der
gælder Wiens forskydningslov :

Varmestrålingen
fra en absolut sort legeme med den absolutte temperatur T(
Kelvin temperatur)  , har
størst intensitet ved bølgelængden  hvor

sammenhængen
er givet  ved

er blot enheder,
der siger at bølgelængden skal være i meter og temperaturen
er i Kelvin, så husk at bølgelængde skal være i meter
og ikke i nm når i
indsætter i formlen.

b) Der
gælder at strålingen følger en Planck kurve der er givet ved:

hvor  er Boltzmanns konstant og  er Plancks
konstant,

c er lysets
hastighed i vacuum, T er Kelvin Temperaturen.

Forsøgsgang:
start med at stille jer et sted hvor der er lidt mørkt
( ikke ved vinduet i direkte sollys). Forbinde dernæst Spectrovis USB indgang med computeren.

Placer den
firkantede ende af lyslederkablet i den firkantede åbning med de to pile
rettet samme vej.

Åben nu
LoggerPro programmet. Programmet sætter sig
selv op til sonden.

Men I skal
ændre opsætningen af sensoren. Vælg
Experiment, Set up sensors, Spectrometer1,

Klik på
det farvede felt under spectrometer ,
sæt hak ved intensity, i stedet for absorbance.

Nu kan I
starte opsamlingen ved at taste Collect ,
og stoppe ved at taste stop .

Placer
lyskilden i ca 5-10cm afstand.

Opsaml date i
10-20 sek.

Optag nu et
spektrum for hver af ovenstående lyskilder. ( Husk at fitte
med Planck-kurve for 100W pæren inden I går videre, se nedenfor)

For hver
lyskilde skal I:

Beskrive
spektret

Gemme
spektret i jeres Worddokument (Edit, copy, paste).

Bestemme den
bølgelængde , der har størst intensitet (
Vælg Analyze, Examine)

Finde
bølgelængderne på toppene ( Vælg
Analyze, Examine)

Notere
intensiteten ved .

For Solen skal
I:

Isoler T i formlen for Wiens
forskydningslov, indsætte  og beregne
temperaturen T.

Husk at omregne til °C.

I skal også indtegne Planck
kurven på jeres spektre.

Vis først at tælleren i
første led af Planckfunktionen er  lig  3.74177e-16*m^2*W

Vis dernæst at

Indsæt nu funktionen i skinnen

Vælg Analyze,
Model, Define function og skriv  funktionen
idet I indsætter jeres beregnede

temperatur.

3.74177*10^-16/(x*10^-9)^5*(1/(exp(0.014388/((x*10^-9)*Temp))-1))*(10^-14)

Forklaring : x skal ganges med 10^-9 fordi skalaen
på x aksen er nm, Til slut ganges med

10^-14 idet  Planckkurven er af størelsesorden 10^14 ( Jfr
side 126 og 127 i Vejen til Fysik

B).

I
kan ikke på samme måde bestemme Temperaturen af glødepæren
og et stearinlys, her ligger toppen uden for SprctroVis
område.

Beregn
toppunksbølgelængden  for
glødetråden i en glødepære med T=2400°C.

lyskilde

nm

Ved top 1

nm

Ved Top 2

nm

Ved Top 3

nm

Ved Top 4

Intensitet

ved

T i K

100W

2400°C

60W

2400°C

11W

LED

LED

halogen

fyrfadslys

lysstofrør

lighter

Hg lampe

Natrium
lampe

Solen

17-05-2012 EH