9.7. Kálium-permanganát-oldat abszorpciós színképének vetítése

A kísérlet célja

Kálium-permanganát-oldat abszorpciós színképének vetítése.

Szükséges anyagok, eszközök

• Lámpa (12 V, 100 W, transzformátorra kötve)
• Optikai sín (1 m-es)
• Kondenzor
• Állítható rés
• Gyűjtőlencse (f=20 cm)
• Egyeneslátású prizma
• Hasáb alakú küvetta (egyenes falú edényke)
• Prizmatartó (kerek) asztalka nyéllel
• Ernyő
• Kálium-permanganát-oldat
• Főzőpohár, 50 ml-es
• Szemcseppentő

Leírás

A vetítőlámpa háza elé közvetlenül tegyük a kondenzort (egy kis rést hagyva a hűlésnek), majd a prizmatartó asztalka után helyezzük el a rést, ami kb. 0,5 mm széles legyen. Állítsunk be mindent úgy, ahogy az 9.3/b. feladatban tettük, azaz a rés éles képét vetítsük ki az ernyőre először a prizma és az abszorbens nélkül, majd tegyük be az egyeneslátású prizmát, igazítsunk a vetítőlencsén, hogy éles legyen a (folytonos) spektrum. Végül helyezzük az asztalkára a vízzel félig telt küvettát úgy, hogy a fény a vízen keresztülhaladva essen a résre. (Ez a prizmatartó asztalka magasságának változtatásával érhető el. Érdemes a réshez közel tenni a küvettát.)

Töltsünk a kálium-permanganát-oldatból egy keveset a főzőpohárba. Cseppentsünk a küvettába az oldatból először egy cseppet a szemcseppentővel. Ha szükséges, csökkentsük a rés méretét.

Figyeljük meg, mi változik, ha még egy csepp oldatot juttatunk a küvettába.

Kísérlethez kapcsolódó kérdések

• Mi az abszorpciós színkép?
• Miért jön létre a kísérletben abszorpciós színkép?
• Mire használható az abszorpciós színkép?

Módszertani kiegészítések

• A jelenség magyarázatában van egy érdekes látszólagos ellentmondás. Magyarázatként azt szoktuk említeni, hogy a bejövő fény magasabb energiájú állapotra gerjeszti az oldat részecskéit. Ezt csak diszkrét energiákon tudja megtenni, így csak bizonyos vonalak hiányoznak a folytonos spektrumból. Azonban a magasabb energiájú állapotba került elektronok (mivel energiaminimumra törekednek) azonnal vissza is ugranak, olyan fényt kisugározva, mint az előzőleg elnyelt. (Ez nem teljesen igaz, mert más energiaszintről is betöltődhet az adott elektron megüresedett helye, de mindenképpen hasonló fotonokat kell sugároznia, mint az elnyelt). Akkor miért látunk sötét vonalakat, ha amit elnyelt, azt ki is sugározza? Ennek feloldása az, hogy míg a bejövő fény irányított, addig a kisugárzott a tér bármely irányába mehet. A kisugárzott fényről meg is győződhetünk, mert ha oldalról nézünk a küvettára, akkor zöldnek látjuk az oldatot a fénycsík környékén (leginkább a zöld vonalakat hiányoznak az átmenő spektrumból).