Calibración espectral de un prisma

OBJETIVO
Determinación de la curva de calibración espectral de un prisma y su uso en la determinación de longitudes de
onda de líneas espectrales de una lampara problema.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Para medir las longitudes de onda ð de las líneas de una lampara espectral, se monta un prisma, de un material
de alto poder dispersivo, sobre la plataforma de un goniometro previamente ajustado. Sobre este se hace
incidir un haz colimado de luz procedente de una lampara con líneas espectrales de longitudes de onda
conocidas y, ajustando el prisma en un ángulo de incidencia que coincida mas o menos con el de desviación
mínima de la línea amarilla−naranja del Helio se fija la plataforma con el tornillo correspondiente.
En estas condiciones, se miden las posiciones angulares de las líneas conocidas (líneas de calibración) que se
dan en la Tabla I y se determinan sus desviaciones por medio de la ecuación
(1)
donde ðð es el ángulo de referencia determinado en el ajuste del instrumento y ði son las posiciones angulares
de las líneas.
Representando gráficamente en ordenadas los números de onda
(2)
de las líneas dados en cm−1, y en abscisas las desviaciones i sufridas por estas, se obtiene una curva de
calibración que se tratara de ajustar por métodos numéricos a un polinomio de segundo o tercer grado de la
forma
(3)
Conocidos los coeficientes a, b, c, del ajuste, es posible determinar las longitudes de onda de líneas conocidas
midiendo únicamente sus posiciones angulares.
Tabla 1.
Lampara
Helio (He)
Hidrogeno (H)
Sodio (Na)
Helio (He)
Helio (He)
Hidrogeno (H)
Long. de onda (Å)
6678.15
6562.79
5892.94
5875.79
5015.68
4861.33
Num. de onda(cm−1)
14794.2
15237.4
16969.4
17018.9
19937.4
20570.5
Color de la línea
Rojo
Rojo
Naranja
Amarillo−Naranja
Verde
Azul celeste
1
Helio (He)
Helio (He)
4713.26
4471.58
21216.7
22363.4
Azul
Azul
RESULTADOS
Los resultados obtenidos en esta practica son los expresados en esta tabla.
Lampara (Color)
Helio (Rojo)
Hidrogeno (Rojo)
Sodio (Naranja)
Helio (Amarillo−Naranja)
Helio (Verde)
Hidrogeno (Azul celeste)
Helio (Azul)
Helio (Azul)
Num. de onda (cm−1)
14974.20 ± 0.05
15237.40 ± 0.05
16969.40 ± 0.05
17018.90 ± 0.05
19937.40 ± 0.05
20570.50 ± 0.05
21216.70 ± 0.05
22363.40 ± 0.05
Desv. mínimas (grad)
47,4417 ± 0.0008
47,5000 ± 0.0008
47,5750 ± 0.0008
48,0083 ± 0.0008
48,9167 ± 0.0008
49,1417 ± 0.0008
49,3583 ± 0.0008
49,8250 ± 0.0008
ðo = 155.3083°
Representando gráficamente en ordenadas el numero de onda de las líneas en cm−1 y en abscisas las
desviaciones sufridas por estas y ajustando por métodos numéricos a un polinomio de segundo grado
obtenemos
donde la ecuación de ajuste es
ði = −557100 + 20790 − 183.842
y el coeficiente de correlación es
R2 = 0.9711
2
La determinación de los números de onda de las líneas del Cadmio (Cd) no pudimos realizarlas por
encontrarse dicha lampara estropeada. Por lo tanto solo podemos quedarnos con este resultado.
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