Curso: Física - LicenciaturaDisciplina: Laboratório De Física Moderna I (Turma A)Professor: Dr. LauroData de execução do experimento: 07/06/2010Alunos: Jhonata Junio Lopes

Eduardo Honorato Chagas

Espectroscopia com Rede de Difração em Gases Elementares

Introdução

O uso de redes de difração no estudo da espectroscopia já é comum, e muito fácil de se entender. As redes de difração produzem o mesmo padrão de interferência que fendas duplas, porem intensificado a um nível de resolução muito superior. Ao passar pela rede de difração, um feixe de luz difrata em ângulos Ɵ específicos produzindo nesses pontos máximos de intensidade. A relação entre a constante da rede d e esses pontos é dada pela seguinte equação:

Onde m é o número de identificação do máximo a partir do centro.Nesse experimento iremos usar um espectrômetro de rede de difração a fim de analisar as

linhas do espectro de emissão de dois gases elementares, o Hélio e o Sódio. O espectrômetro pode ser usado com vários propósitos, desde identificação de materiais, ate o uso desses na astronomia.

O fenômeno em questão, é a mudança de estado energético do gás dentro das lâmpadas que estudaremos. O gás dentro da lâmpada é submetido a uma descarga elétrica, os elétrons são excitados a níveis de energia maiores(E1) e ao retornarem ao estado fundamental(E0) emitem a energia adquirida na forma de fótons que tem a frequência ν e se relaciona com a diferença de energia pela seguinte equação:

Onde h é a constante de Plank.Umas das principais características dos átomos alcalinos é a de poderem ser descritos

como um caroço de gás inerte e um único elétron em uma subcamada exterior. Fato é que para o sódio existe apenas um elétron em uma subcamada externa, enquanto todas as subcamadas mais internas estão perfeitamente preenchidas. Consideramos assim a relação entre o dipolo magnético desse elétron e o campo interno do átomo.

No caso do sódio essa interação é mais evidente na transição que se divide em duas linhas, e é conhecida como o dubleto do Sódio.

Nas figuras 1 e 2 são mostrados os diagramas dos níveis de energia dos átomos de Sódio e Hélio aos quais relacionaremos os nossos resultados.

Figura 1 - Transições permitidas entre os Figura 2 - Transições permitidas entre osNíveis de energia do Sódio níveis de energia do Hélio

Objetivo

Medir os espectros de emissão dos átomos de Hélio e Sódio, investigar o dubleto de sódio e calcular a constante de difração da rede de difração.

Procedimento experimental

O procedimento experimental é na realidade muito simples, isso é, após o delicado ajuste do espectrômetro. Após todo o procedimento de ajuste e regulagem do espectrômetro, faremos basicamente a leitura dos máximos produzidos pela rede de difração em um anteparo.