Fysica 2 Practicum. Er bestaan drie types van spectra voor lichtbronnen: lijnen-, banden- en continue spectra.

Vergelijkbare documenten
2.1 Wat is licht? 2.2 Fotonen

Exact Periode 5. Dictaat Licht

Exact Periode 5 Niveau 3. Dictaat Licht

In de figuur hieronder zie je een Elektromagnetische golf: een golf die bestaat uit elektrische en magnetische trillingen.(zie figuur).

Exact Periode 5.2. Licht

Begripsvragen: Elektromagnetische straling

Spectroscopie. ... de kunst van het lichtlezen... Karolien Lefever. u gebracht door. Instituut voor Sterrenkunde, K.U. Leuven

1 Wat is licht? Licht is een elektromagnetische golf. Andere voorbeelden van e.m.-golven zijn radar en röntgenstraling. Zie Binas tabel 19A en 19B.

7. Hoofdstuk 7 : De Elektronenstructuur van Atomen

1 Welk van onderstaande schakelingen is geschikt om de remspanning te meten?

- KLAS 5. c) Bereken de snelheid waarmee een elektron vrijkomt als het groene licht op de Rbkathode

1 Een lichtbron zendt licht uit met een golflengte van 589 nm in vacuüm.

Fysica 2 Practicum. De monochromator

Zonnestraling. Samenvatting. Elektromagnetisme

Exact Periode 9.2 Licht Foutenberekeningen

MINISTERIE VAN ONDERWIJS, WETENSCHAP EN CULTUUR UNIFORM EXAMEN VWO 2015

13 Zonnestelsel en heelal

Atoomfysica uitwerkingen opgaven

Basic Creative Engineering Skills. Licht, lichtbronnen, kleurtemperatuur

TAD: Technologische AdviesDienst

7 Emissie en Absorptiespectra. CC Naamsvermelding-GelijkDelen 3.0 Nederland licentie.

Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation

NATUURKUNDE PROEFWERK

Fysica 2 Practicum. X-stralen

Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation

EXAMEN HOGER ALGEMEEN VOORTGEZET ONDERWIJS IN 1975

656 nm, rood; 486 nm, blauw/groen; 434 nm, blauw/violet; 410 nm violet; 397 nm violet = vt = c/f f = c/ = (3, )/( ) = 4, Hz.

6 Het atoommodel van Bohr. banner. CC Naamsvermelding-GelijkDelen 3.0 Nederland licentie.

Samenvatting Het belang van elektronen-geleiding in vaste stoffen zal iedereen onderkennen die iets afweet van elektriciteit. Elektriciteit voorziet e

Frequentie = aantal golven per seconde op gegeven plek = v/λ = ν. Golflengte x frequentie = golfsnelheid

Je weet dat hoe verder je van een lamp verwijderd bent hoe minder licht je ontvangt. Een

1. 1 Wat is een trilling?

Lesbrief: Fluorescentie en ph

1 f T De eenheid van trillingstijd is (s). De eenheid van frequentie is (Hz).

Als de trapper in de stand van figuur 1 staat, oefent de voet de in figuur 2 aangegeven verticale kracht uit op het rechter pedaal.

Uitwerkingen 1. Opgave 1 Bij mist wordt het licht door de waterdruppeltjes weerkaatst. Opgave 2 Groter Kleiner. Opgave 3

Hoofdstuk 3: Licht. Natuurkunde VWO 2011/

Correctievoorschrift Schoolexamen Moderne Natuurkunde

Eindexamen moderne natuurkunde 1-2 vwo II

Uitwerkingen van de opgaven uit: CHEMISCHE ANALYSE ISBN , 1 e druk, Uitgeverij Syntax Media Hoofdstuk 11 Fluorimetrie bladzijde 1

Zon en Sterren. Elektromagnetische straling en materie voor 5 VWO. Paul Feldbrugge Kirsten Stadermann

Quantum Rules! Waterstof. Spectraallijnen

natuurkunde 1,2 (Project Moderne Natuurkunde)

DE XXXII INTERNATIONALE NATUURKUNDE OLYMPIADE

114 Samenvatting zal het atoom hierdoor afremmen. Een atoom zal alleen een interactie kunnen ondergaan met een foton, wanneer deze exact de juiste ene

Voorbereiding toelatingsexamen arts/tandarts. Fysica: Licht als golf en als deeltje. 24 juli dr. Brenda Casteleyn

Verlichting. Gloeilampen en aanverwanten Gasontladingslampen

Supersymmetric Lattice Models. Field Theory Correspondence, Integrabillity T.B. Fokkema

Biofysische Scheikunde: NMR-Spectroscopie

STERREN & STRALING VWO

1. Onderzoeksvraag Wat gebeurt er wanneer we een UV-lamp in de buurt van tonic houden?

Bepaling van de diameter van een haar

GEEF STERRENKUNDE DE RUIMTE! SPECTROSCOPISCH ONDERZOEK VAN STERLICHT INTRODUCTIE

Deze isotoop ontstaat bij een vervalreactie, waarbij 57

Interstellair Medium. Wat en Waar? - Gas (neutraal en geioniseerd) - Stof - Magneetvelden - Kosmische stralingsdeeltjes

3 Het Foto Elektrisch Effect. CC Naamsvermelding-GelijkDelen 3.0 Nederland licentie.

Spectraalonderzoek met behulp van een Fiberspectrograaf

Samenvatting Natuurkunde hoofdstuk 4

Fluorescentie. Thomas van Dijk

natuurkunde vwo 2017-II

Examen VWO. natuurkunde 1,2. tijdvak 2 woensdag 24 juni uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation.

Stel je meet calcium bij 423 nm met een acethyleen-lucht vlam van 2400 K. Hoe groot is dan de verhouding N 1/N 0?

De module is in 2 hoofdstukken verdeeld: Het analyseren van het verlichtingsbeleid op school Het verband tussen warmte en het maken van licht

Lichtverstrooiing en lichtgeleiding

De invloed van de zonnewind op planeten en het instellaire medium is van groot belang

Inhoud. 1 Inleiding energie 19

Handleiding Optiekset met bank

Hoofdstuk 4: Licht. Natuurkunde Havo 2011/2012.

ZX Ronde zondag 5 oktober 2014

Fysische grondslagen radioprotectie deel 1. dhr. Rik Leyssen Fysicus Radiotherapie Limburgs Oncologisch Centrum

NOVAlab. De wetenkaart. Colofon. Copyright. Thema: Licht. Titel: Onderzoek de zon. Deze NOVAlab-oefening moet je in ongeveer twee of drie

Constante van Planck bepalen met LED s. Doel: Constante van Planck bepalen

Samenvatting Natuurkunde Ioniserende straling

natuurkunde vwo 2018-II

Fysische grondslagen radioprotectie deel 1. dhr. Rik Leyssen Fysicus Radiotherapie Limburgs Oncologisch Centrum

Supergeleiding, hoe werkt dat? Samengevat. Onderwerp: elektrische stroom elektrisch veld en magnetisch veld

Voorbereiding toelatingsexamen arts/tandarts. Fysica: Licht als golf en als deeltje. 4 november Brenda Casteleyn, PhD

Achter het correctievoorschrift is een aanvulling op het correctievoorschrift opgenomen.

Samenvatting door een scholier 1922 woorden 10 februari keer beoordeeld. Natuurkunde

Natuurkunde Hoofdstuk 12 & 13 VWO 5 / SE IV

Voor kleine correcties (in goede benadering) geldt:

BELEIDSPLAN OPENBARE VERLICHTING BIJLAGE 2 VERLICHTINGSTECHNIEK

Elektromagnetische straling en materie. Zon en Sterren VWO 5

Samenvatting NaSk Hoofdstuk 4

N A T U U R W E T E N S C H A P P E N V O O R H A N D E L 1 Copyright

Laser Cooling en Trapping van Natrium Atomen

DE FASCINERENDE WERELD VAN FLUORESCENTIE. Wat is Fluorescentie?

De Zon. N.G. Schultheiss

ANTWOORDEN TENTAMEN. Van Quantum tot Materie

Hoofdstuk 9: Radioactiviteit

2. Straling. 2.2 Elektromagnetische golven

Stevin vwo deel 2 Uitwerkingen hoofdstuk 10 Atomen ( ) Pagina 1 van 10

Inleiding Astrofysica

Nederlandse samenvatting

Nederlandse samenvatting

Na(3s) Na(3p) He(1s 2 )+hν(58 nm) + Na +

Examen VWO. natuurkunde 1,2 Compex. Vragen 1 tot en met 12. In dit deel van het examen staan vragen waarbij de computer niet wordt gebruikt.

Moleculaire Absorptiespectrometrie. en zichtbaar licht

Nederlandse samenvatting

Transcriptie:

Fysica 2 Practicum Atoomspectroscopie 1. Theoretische uiteenzetting Wat hebben vuurwerk, lasers en neonverlichting gemeen? Ze zenden licht uit met mooie heldere kleuren. Dat doen ze doordat elektronen bij een overgang van een aangeslagen toestand naar de grondtoestand energie afgeven onder de vorm van zichtbaar licht. Elk element heeft een unieke elektronenstructuur. t energieverschil tussen de aangeslagen toestand en de grondtoestand bepaalt de golflengte, en dus de kleur, van het uitgezonden licht. Zichtbaar licht is slechts een klein deel van het elektromagnetisch spectrum dat zich uitstrekt van radiogolven (zeer grote golflengte, van 10 tot 1000 m), tot gammastraling (10-10 m tot 10-15 m). X-stralen hebben golflengtes rond 10-10 m. t zichtbaar gedeelte van het elektromagnetisch spectrum ligt in golflengte tussen 400 nm (blauw) en 700 nm (rood). 1.1. Spectra Er bestaan drie types van spectra voor lichtbronnen: lijnen-, banden- en continue spectra. Een lijnenspectrum ontstaat bij de elektrische ontlading in een éénatomig gas. Wanneer geëxciteerde elektronen terugvallen naar een lager energieniveau wordt straling van een welbepaalde golflengte uitgezonden. We praten hier verder alleen over straling in het zichtbare gebied, licht dus. Indien er meerdere lijnen uitgezonden worden, kan men deze ontbinden door het licht eerst door een dispersief element te laten passeren (een prisma of een buigingsrooster). Hierdoor komen de verschillende golflengtes ruimtelijk naast mekaar te liggen. t aantal lijnen in een lijnenspectrum en de plaats waarop ze waargenomen worden, hangt af van het element dat licht uitzendt en van de manier waarop de gasatomen in aangeslagen toestand werden gebracht. Bandenspectra zijn lijnenspectra waarbij de lijnen zeer dicht bij mekaar liggen. Zij ontstaan in meeratomige gassen. De positie van de banden hangt af van de aard van het gas. De helderheid en de breedte hangen af van de druk en de temperatuur in het gas. Een continu spectrum ontstaat wanneer gloeiende vaste stoffen (zoals bvb. de gloeidraad van een wolfraamlamp) en gassen met hoge dichtheid licht uitzenden. t spectrum is Atoomspectroscopie 1

een kleurenband die varieert van rood tot violet. De intensiteitsverdeling van een continu spectrum hangt af van de aard van de stof en de temperatuur. Een continu spectrum kan men bvb. bekomen door wit licht door een prisma te laten passeren. Figuur 1 : dispersie van wit licht door een prisma Een emissiespectrum ontstaat als een atoom in aangeslagen toestand overgaat van een hogere naar een lagere energietoestand. t omgekeerde kan ook: een atoom kan naar een hogere energietoestand overgaan door elektromagnetische straling te absorberen. Dat kan alleen maar als de invallende straling dezelfde golflengte heeft als deze die voorkomen in het emissiespectrum. t geheel van deze absorptielijnen vormt het absorptiespectrum. Als we geen rekening houden met de terugstoot die een atoom of molecule ondervindt bij absorberen of uitzenden van straling, dan zijn beide spectra gelijk. In figuur 2 wordt absorptie (links) en spontane emissie schematisch voorgesteld. Figuur 2 : absorptie en emissie van elektromagnetische straling Atomaire spectra kan men maken door een poeder van metaal of een metaalverbinding in een vlam te houden. Dat is het principe waardoor de kleur in vuurwerk verkregen wordt. operverbindingen geven een groene kleur, kalium geeft purper, lithium rood. Een andere manier is een ontladingsboog te maken tussen twee elektrodes van een bepaald metaal. Atoomspectroscopie 2

Figuur 3 : vuurwerk 1.2. Spectraallampen Spectraallampen worden gebruikt in laboratoriumtoepassingen waar men een stabiele lichtbron nodig heeft met discrete spectraallijnen, d.w.z. welbepaalde golflengtes. Een spectraallamp bevat een ontladingsbuisje van kwartsglas waarin de metaaldamp (of een ander gas) zich bevindt. Over de 2 elektroden wordt een spanning aangelegd waardoor elektronen bewegen doorheen het gas. Gasatomen worden door botsingen met de elektronen in aangeslagen toestand gebracht. Wanneer de atomen terugvallen naar de grondtoestand zenden ze zichtbaar licht uit. Figuur 4 : Aanduiding van de belangrijkste elementen in een gasontladingslamp. Atoomspectroscopie 3

Bij één van de elektroden zit een startelektrode om het aansteken van de lamp te vergemakkelijken (zie volgende figuur). Als de lamp gestart zou worden door de spanning aan te leggen over de elektroden aan de uiteindes van het kwartsbuisje, zou in het nog koude gas de afstand tussen die elektroden te groot zijn om een vonk te laten ontstaan. Maar als de spanning aangelegd wordt tussen een elektrode aan het uiteinde en een hulpelektrode die er kortbij zit, kan er wel een vonk ontstaan. Zodra er vrije elektronen en ionen in het buisje aanwezig zijn, kan er gemakkelijk een ontladingsboog ontstaan tussen de elektroden aan beide uiteinden. De vonk ontstaat vrij snel na het starten van de lamp, omdat er tussen de eindelektroden geen elektrische weerstand is. De startelektrode daarentegen staat in serie met een zogenaamde startweerstand en voor de stroom is dat pad dus minder interessant. Een hogedruk kwikdamplamp die net uitgeschakeld is, kan niet meteen herstart worden. Dat kan pas als het verdampte kwik afgekoeld is en voldoende gecondenseerd om opnieuw een ontladingsboog tussen de eindelektroden te laten ontstaan. Als er nog teveel kwik in dampfase aanwezig is, zullen de kwikatomen het ontstaan van een boog bemoeilijken doordat de boog verstrooid wordt aan de kwikatomen. Figuur 5 : lamp Naast zichtbaar licht zendt een lamp ook veel UV-straling uit, die schadelijk is voor de ogen. ijk dus niet rechtstreeks in de lamp! In figuur 6 wordt schematisch voorgesteld hoe een continue spectrum en een emissie- en absorptiespectrum ontstaan. Atoomspectroscopie 4

Figuur 6 : ontstaan van continue, emissie- en absorptiespectra Tabel 1 : Golflengte (in nm) van de spectraallijnen van enkele chemische stoffen λ elem. λ elem. λ elem. λ elem. λ elem. Tl 707 728 Tl 767 770 352 365 378 389 405 405 408 420 422 436 441 447 468 468 471 472 480 481 492 496 502 508 509 518 532 534 535 536 536 543 546 565 573 577 579 580 581 583 588 Tl 616 621 630 633 636 644 668 691 694 Atoomspectroscopie 5

Figuur 11 : het spectrum van zichtbaar licht Atoomspectroscopie 6

Figuur 12 : Lijnenspectra van enkele spectraallampen Atoomspectroscopie 7