1. Calibración De Un Espectroscopio De Red De Difracción
CALIBRACIÓN DE UN ESPECTROSCOPIO DE RED DE DIFRACCIÓN
CALIBRATION SPECTROSCOPY DIFFRACTION GRATING
Resumen:
En este trabajo se determinó la constante Objetivo General
de una red de difracción; para lo cual
Calibrar un espectrómetro usando el
utilizamos un espectroscopio, implementado
espectro Hg
en la terminación de los ángulos en los
cuales se observaban las líneas espectrales Objetivos Específicos
del Mercurio.
Determinación de la constante de red de
Palabras claves: difracción.
Determinación de la separación angular
Longitudes de ondas, calibración,
del espectro visible.
Goniómetro, red de difracción.
Determinación de la dispersión angular
Abstract: de la red.
In this work we determined the constant of a Introducción:
diffraction grating, for which we used a
Para el desarrollo de esta experiencia y
spectroscope, implemented in the
completion of the angles at which the otras que realizaremos a lo largo de este
observed spectral lines of mercury. curso es necesaria la calibración de un
instrumento llamado espectroscopio, la cual
Keywords: realizaremos con una lámpara de Hg y una
red de difracción, una vez realizado todo
Wavelength calibration, protractor, a este procedimiento continuaremos a tomar
diffraction grating. los datos los cuales nos servirán para las
próximas experiencias.
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2. Calibración De Un Espectroscopio De Red De Difracción
Marco Teórico Procedimiento.
Goniómetro: Un goniómetro es un El montaje experimental para la calibración
instrumento de medición con forma de del espectroscopio de red, se puede
semicírculo o círculo graduado en 180º o observar en la figura 1, y en la figura 2 se
360º, utilizado para medir o construir observa de manera esquemática.
ángulos. Este instrumento permite medir
La red de difracción se coloca sobre el
ángulos entre dos objetos, tales como dos
platillo perpendicular al haz de incidencia
puntos de una costa, o un astro
(¿cómo se puede verificar esto?). La rendija
tradicionalmente el Sol y el horizonte. Con
de entrada de la luz se ajusta mirando a
este instrumento, si el observador conoce la
través del ocular hacia la fuente de luz para
elevación del Sol y la hora del día, puede
obtener una imagen nítida.
determinar con bastante precisión la latitud
a la que se encuentra, mediante cálculos Para incidencia normal, el eje vertical de la
matemáticos sencillos de efectuar. cruz del ocular de observación se hace
coincidir con la imagen de la rendija de
Red de difracción: Una red de difracción es
entrada, para la cual se anota la medida de
una estructura repetitiva que se utiliza para
este ángulo obtenido con el vernier del
introducir una perturbación periódica en un
goniómetro. El ocular es girado suavemente
frente de onda. Entre las configuraciones
en sentido horario (o anti horario) y
más sencillas se encuentra la red plana de
posicionando la cruz cerca de la primera
transmisión formada por una serie de
línea del primer espectro, se ajusta con el
rendijas idénticas y equiespaciadas.
tornillo de paso fino para hacer coincidir la
cruz sobre la línea observada. Se mide el
ángulo de dispersión con el vernier. Se
Longitudes de ondas: La longitud de una continúa girando el ocular en el mismo
onda es la distancia que recorre la onda en sentido (trate de no regresarlo) para tomar
el intervalo de tiempo transcurrido entre dos las medidas de los ángulos de todas las
máximos consecutivos. líneas que se observan.
Materiales. Cambie la lámpara de mercurio por la de
sodio y mida el ángulo cuando no hay
Espectroscopio/goniómetro de vernier. dispersión de la luz. Gire el ocular
red de difracción de N = 600 líneas/mm. nuevamente y mida los ángulos para el
lámpara de mercurio de 110 V AC. doblete del sodio cuando vea el espectro
lámpara de Sodio de 220 V AC. por primera vez y también por segunda vez.
linterna de mano para iluminación.
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3. Calibración De Un Espectroscopio De Red De Difracción
La dispersión angular representa el arco
que permite la separación de una gama de
longitudes de onda, la cual se puede
expresar como , siendo el ángulo de
difracción.
Para calcular la dispersión angula partimos de la
ecuación general
derivamos la ecuación de la red
con respecto de y .
Figura 1. Montaje experimental de la calibración del
Goniómetro. Entonces:
Y despejando , se obtiene la dispersión
angular
En base a esta ecuación procedemos a
Figura 2. Diagrama esquemático del espectroscopio y de la calcular la dispersión angular de la red.
red difractora.
Análisis y Discusión
Para el desarrollo de esta experiencia 1,746
utilizamos la siguiente ecuación: 1,753
1,791
590,255 1,802 1,792
1,805
1,860
Tabla 2. Valores calculados de la dispersión angular de una
Violeta 4050 14 142,2 597,34 red de difracción.
Azul 4350 15 43,2 594,99
Verde 5450 19 147,2 597,37 590,255
Amarillo1 5775 20 148,2 592,76
128.20
Amarillo2 5790 20,2 148,4 596.37
Rojo 7350 24,43 152,63 562.70
Tabla 1. Valores de un espectro de emisión del mercurio.
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4. Calibración De Un Espectroscopio De Red De Difracción
Conclusiones
Conociendo el verdadero valor de la red de
difracción 600 líneas/mm, Una vez
calculados los datos experimentales
podemos determinar la constante de
difracción de la red y comparar estos
resultados. Dado que son sencillos los
cálculos se puede obtener resultados muy
certeros, con un error de 1.62%, se puede
decir que el valor de la constante de
difracción es de 590.255 líneas/mm. Este es
un valor muy aproximado al real de la red.
Se tomaron varios datos como muestras
para determinarlas diferentes medidas por
medio del vernier del Goniómetro,
obteniendo en cada uno de ellos datos muy
confiables al hacer los cálculos. También se
puede resaltar que los errores, se
encuentran asociados a la toma de la
medida en el vernier del Goniómetro.
Referencias
Física Moderna, R.A. Serwey, C.J.
Moses, C.A. Moyer, Tercera Edición
Tomo 2, Editorial Mc Graw Hill
Principles of Modern Physics, N.
Ashby. C, Editorial Holden Day
ZAJAC, H, Óptica, 4 th. Ed capítulo
3 pág 36, 38, 39, Addison-Wesley.
http://www.fisicarecreativa.com/infor
mes/infor_especial/luz97.pdf
Alonso M, Finn, Física vol. 1.
Mecánica. Editorial Addison-Wesley
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