Det færdige spektrometer med påtrykt tabelværdier for de vigtigste spektrallinier med fotonenergien angivet i elektronvolt og bølgelængden angivet i nanometer.

Desuden står der, hvordan du kan kalibrere dit spektrometer med udgangspunkt i en bestemt linie i lysstofrørets spektrum.

Spektrometerets enkeltdele:


 

afstandsrør
skruer og møtriker

skive med diffraktionsgitter 

flamingo-sidestykker


film med spalte og skala


paptop

 

 

Først skæres overskydende diffraktionsgitter væk rund langs den runde plastskive (diffraktionsgitteret må ikke berøres i synsfeltet, da fedtstof fra fingrene kan ødelægge det).

De udstansede buede stykker trykkes ud og lægges til side.

Samlingen er ganske let (elever fra 7. kl. kan fx gøre det).

 

Afstandsrøret placeres over skruehullet som vist. Flamingo, og skruen stikkes gennem top, rør og bund, og møtrikken skrues på.

Plastskiven med gitteret sættes i de to revner, så gitterfilmen vender indad.

De to flamingostykker skubbes på plads, så de flugter, og der stikkes en skrue gennem hver, og møtrikker skrues på.

De buede endestykker sættes nu på plads med de to sidste skruer.

Nu er vi klar til at sætte filmstrimlen med skala og spalte i:

Hold spektrometeret med pilen til højre. Sæt filmstrimlen i den buede revne med skalaen til venstre og den fine spalte til højre.

 Lad nu pilen pege op mod et kraftigt lys og kik gennem skiven med gitteret – denne plastskive skal du nu dreje, så du ser lysets spektrum på filmen mellem eV-skalaen og nm-skalaen.

Nu skal spektrometeret kalibreres: Peg på et lysstofrør og træk skalaen således, at den tydelige grønne linie står ud for 546 nm (ikke alle lysstofrør er lige gode, nogle giver flere grønne linier tæt ved hinanden).

 

Indledende iagttagelser:

 

  1. Iagttag sollys ved at lade spektrometeret pege mod en lys sky (KIK ALDRIG DIREKTE PÅ SOLEN. DET KAN GIVE VARIGE SKADER PÅ ØJNENE).
    Hvordan ser spektret ud?
    Hvor mange nm (nanometer) er bølgelængden for lyset i de yderste områder af det synlige sol-spektrum?
    Tegn og farv spektret på papiret med spektrometer-skalaerne. Sørg for, at de farvede felters udstrækning svarer til det, du ser i spektrometeret.
  2. Iagttag lyset fra et lysstofrør i spektrometeret.
    Hvordan ser spektret ud?
    Tegn og farv spektret på papiret. Indtegn linierne ud for de rigtige bølgelængder og med de rigtige farver.
  3. Iagttag, beskriv og indtegn de tilsvarende spektre fra
    sparepære
    almindelig glødelampe
    gult gadelys
    brændende stearinlys
    brændende tændstik
    andre lyskilder (fx gødende kobber og andre metaller, lysdioder og glimlamper)

 

Mere detaljerede iagttagelser:

Her skal du bruge spektrometer-skalaerne på næste side

 

  1. Iagttag igen sollyset – nu meget nøje - og du vil se nogle lodrette ”ridser” i spekteret.
    Indtegn med en spids blyant  5 - 10 af de tydeligste ”ridser” på arket med spektrometer-skalaerne.
  2. Sammenlign resultatet med spektret fra den brændende tændstik eller det fra stearinlyset. Er der ét af ”ridserne”, der falder sammen med den klare gule linie fra stearinlysets spektrum?
  3. Sammenlign også med lyset fra de gule gadelygter – er der interessante sammenfald?
  4. Den findes mange forskellige slags lysstofrør (nogle skal give ”dagslys”, nogle ”varmt lys” osv.). Indtegn dine iagttagelser.
  5. Undersøg på tilsvarende vis mange forskellige sparepærer.
  6. Undersøg på tilsvarende vis mange forskellige lysdioder.
  7. Undersøg også flammen i en bunsenbrænder, når forskellige salte brænder deri.

 

Til nøjagtigere målinger skal du bruge spektrometer-skalaer, der svarer til skalaen i dit spektrometer.
Når du skal lave en måling af fx spekteret fra gult gadellys, er det en god ide i første omgang blot at skrive måleværdierne ned på en lap papir for så bag efter i ro og mag at indtegne de tilsvarende linier på dit skala-papair.

 

Ved at samle en hel serie målinger på et ark papir, får du mulighed for at opdage et eventuelt system i spektrenes opbygning.
For eksempel vil du opdage, at en linie på 590 nm dukker op i forskellige versioner: som mørk linie i spekteret fra såvel sol som det gule gadelys og i spekteret fra en brændende tændstik eller et stearinlys - her bare som en kraftigt lysende stribe. 

Projekt: Stjernestudier

Det eneste, der kommer til os fra stjernerne, er lys og anden elektromagnetisk udstråling. Kun ved at undersøge dét nærmere kan vi få større viden om stjerner og deres "liv".

Lyset fra rigtige stjerner - undtaget naturligvis Solen - er for svagt til, at vi kan analysere det. Men vi kan lave modelstudier, der er meget parallelle til rigtige stjernestudier.

I de fleste hjem eller på skolen er der stjerner nok at undersøge: Alle lyskilder.

Opgaven kan fx formuleres således:

Undersøg ved hjælp af spektrometeret alle lamper og åben ild (gasflammer, flamme fra fyr, brændeovn, tændstik, stearinlys) i og omkring dit hjem.

Er der tale om liniespektre, skal du indtegne linierne på skalapapir. Samtidig skal du notere om linierne står på baggrund af et mere eller mindre svagt kontinuert spektrum

Giver lampens lys et kontinuert spektrum, skal du notere øverste og nederste grænse for synlig lys og eventuelle særlige kendetegn (mørke linier, særligt lysstærke farver).

Når du har spektrene fra husets "stjerner", kan du kategorisere dem:

  1. Stjerner med kontinuert spektrum [glødelamper, åben ild (her træffer du muligvis den klart lysende natriumlinie). Er forskel på halogenlamper og andre gødelamper? De forskellig flammer?]
  2. Stjerner med svagt kontinuert spektrum og tydeligt liniespektrum. [Lysstofrør, sparepærer. Har du mange lysstofrør i huset, kan du muligvis efterforske fabrikatet via lyset].
  3. Stjerner med rent liniespektrum [glimlamper - gør hvilken forskel gør det, at der er farvet plastic udenpå (fx knapper på fryser)]
  4. Stjerner med svagt kontinuert spektrum, tydeligt liniespektrum og mørke absorptionslinier. [gule gadelygter].
  5. Stjerner med monokromatisk lys [laserpegepind (her må du kun se på indirekte lys kastet tilbage fra et stykke hvidt papir), lysdioder - er de lige så monokromatiske som du måske tror]

Tre eksempler på liniespektre fra forskellige lysstofrør i mit hus.

 

Det gule gadelys uden for huset.

 

Glimlampe fra trådløs lysdæmper

Da der er overraskende mange lyskiler i et hus, er Projekt Stjernestudier ret tidkrævende for en enkelt elev. Det kan fx også løses ved at lade eleverne undersøge skolens lyskilder og derefter samle resultaterne - på sin vis en mere realistisk model, for sådan arbejder astronomer jo!

Når målinger og registreringerne er foretaget, ved du ret meget om husets "stjerner", uden du har rørt dem! Med det blotte øje alene kan du kun lave en meget grov analyse og kategorisering.

Her kan du se spektrene fra alle grundstoffer

Spektrometerskalaer: