Análisis sobre el Espectro Desconocido

Análisis sobre el Espectro Desconocido

Juan A. Vega, José Martínez 9-738-1224, Christopher Sánchez 8-845-237; Licenciatura en Química. Laboratorio de Física III. Universidad de Panamá.

RESUMEN.

Monte el arreglo que se observa en la fotografía de la figura 2, en el cuál figura un espectrómetro enfrente a un tubo de Mercurio colocado sobre la fuente de alto voltaje.

PALABRAS CLAVES.

Órbita, rayos X, longitud de onda, líneas espectrales, electrones, luz, fotón, gases incandescentes, rayas espectrales.

INTRODUCIÓN.

Se denomina espectro del hidrógeno a la emisión electromagnética propia del hidrógeno. Es conocido desde los trabajos de Kirchhoff, Bunsen y Fraunhofer que todos los elementos tienen una emisión característica de ondas electromagnéticas dentro de todo el espectro electromagnético.

Balmer dedujo matemáticamente las relaciones entre las diferentes líneas de emisión del hidrógeno, pero no pudo explicar por qué motivo físico las emisiones seguían ese patrón.

No fue hasta el desarrollo del modelo atómico de Bohr que se pudo dar respuesta a esta incógnita. En este modelo el átomo se describe como un núcleo con carga positiva (formado por protones y neutrones) y los electrones orbitan a su alrededor en órbitas circulares. Sólo se permiten las órbitas que cumplen que su momento angular es un múltiplo entero de la constante de Planck, h. Este modelo fue el primero que introdujo la mecánica cuántica dentro del átomo y explicaba satisfactoriamente, mediante transiciones de electrones entre las diferentes órbitas permitidas, las emisiones electromagnéticas del hidrógeno. A los múltiplos de h de cada órbita se le llamó número cuántico.

Más tarde este modelo fue superado por Sommerfeld, permitiendo órbitas elípticas y con la introducción de otros números cuánticos que explicaron teóricamente los multipletes y las emisiones de átomos de elementos más complejos. Modernamente sabemos que el espectro de emisión de un átomo coincide con los valores del espectro matemático del observable hamiltoniano del átomo.

MATERIALES Y METODO.

Fuente de alto voltaje para los tubos de descarga, tubo de Mercurio, tubo de hidrogeno y un espectrómetro.

Pasos:

Tome el espectrómetro enfóquelo al infinito. Posterior, alinee la red de difracción de manera vertical.

Medir el ángulo de difracción (θ) para una longitud de onda ya conocida, para determinar el valor de apertura de la red de difracción (d).

Identificar la línea verde del espectro con el tubo de Mercurio (longitud de onda λ=5461x10-10m) y anotar el ángulo (θ), para calcular la distancia d a partir de la expresión de Bragg: λ=dsen θ.

Repita la experiencia identificando las líneas violeta, azul y rojo, anotar el ángulo (θ) para cada una, para calcular la distancia d a partir de la expresión de Bragg: λ=dsen θ de cada una de las líneas.

Realice la experiencia con el tubo de hidrogeno, para identificar las líneas verde, azul, violeta, roja, anotar el ángulo (θ) para cada, para calcular la distancia d a partir de la expresión de Bragg: λ=dsen θ de cada una de las líneas.

RESULTADOS EXPERIMENTALES.

Datos obtenidos: Tubo de Mercurio.

Línea Verde: θ = 3°

d=(〖5461〗^(-10) m)/senθ

d=(〖5461〗^(-10) m)/(sen 3)

d=〖1.043x10〗^(-5) m

Línea Violeta: θ = 2.2°λ

λ=(d)(sin⁡θ)

λ=(〖1.043x10〗^(-5) )(sin⁡〖2.2)〗

λ=400nm

Línea Azul: θ = 2.4°

λ=(d)(sin⁡θ)

λ=(〖1.043x10〗^(-5) )(sin⁡〖2.4)〗

λ=436nm

Línea Rojo: θ = 3.5°.

λ=(d)(sin⁡θ)

λ=(〖1.043x10〗^(-5) )(sin⁡〖 3.5)〗

λ=637nm

Datos obtenidos: Tubo de Hidrógeno.

Línea Verde: θ = 2.3°

λ=(d)(sin⁡θ)

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