ナトリウムの線スペクトルについて

質問

プリズム分光器でナトリウムの線スペクトルを計測して、それぞれの波長を求めたら、
短波長と長波長、つまり求めたいスペクトルの両端に本来あるはずが無い線スペクトルがありました。
原因はなんでしょうか？

あと、
「波長λの単色光のエネルギーをEとしたとき、
λ・E＝1.2398×10＾4（10の4乗）[eV・Å]
が成立すること示せ。」

と言われてるのですがどう示せばいいのでしょうか。

教えてください、お願いします。

回答No.2

paddler · ベストアンサー

> １：あるはずが無い線スペクトルの波長は７００nm前後に見えて、色は弱くてよくわからなかったのですが、
赤でした。

実験に使ったナトリウムランプは、低圧ランプだと思います。一般にこの手のランプには、点灯始動性をよくするために少量のネオン＋アルゴンが封入されています。ですから、ナトリウムの発光輝線のリストにないごく弱い発光線があっても不思議ではありません。

> λ・E＝1.2398×10＾4（10の4乗）[eV・Å]
> となる理由がわからないのですが・・・

光のエネルギーとは、フォトン(光子)１個のもつエネルギー×フォトンの数だということは分かりますね？

フォトン１個の持つエネルギーは、光の振動数νによって決まる(比例する)ということは習いましたか？

そのときの比例定数が「プランク定数ｈ」ですね（つまり、E=hν ）。「プランク定数」の値は調べれば分かりますね。

これで後は、「プランク定数」の単位系をeVに変換して、光の振動数νを波長λに変換すれば上式になりますね？

参考URL：

http://www.dango.ne.jp/anfowld/Lights.html#ナトリウムランプ,http://www4.ocn.ne.jp/~quimica/c_note05.html

お礼

ありがとうございました。
参照URLもあり、わかりやすかったです。

補足

スペクトルについてはわかりました。

＞光のエネルギーとは、フォトン(光子)１個のもつエ＞ネルギー×フォトンの数だということは分かりますね？
＞フォトン１個の持つエネルギーは、光の振動数νによ＞って決まる(比例する)ということは習いましたか？

それはわかります

＞「プランク定数」の単位系をeVに変換して、光の振動数νを波長λに変換すれば上式になりますね。

単位系については、よく理解できていないので、
できればもう少し詳しくお願いします。

回答No.3

paddler

> 単位系については、よく理解できていないので、
> できればもう少し詳しくお願いします。

そんなことくらい自分で勉強すべきです！

「分からない」のなら、「自分が十分理解しているところ」まで戻って、「自分の理解スピード」に合わせて、「自分の手」を使って、「自分の頭」で考えながら、「自分で分かった」と思うまで勉強してください。それが本当の「勉強」です！

この程度のことなら、教科書・参考書・解説書（持ってなければ学校の図書館にだってあるはず）を調べて式を自分でフォローすれば理解できるはずでしょ。

お礼

すみませんでした
補足を書いた後、自分で調べたらすぐにわかりました。
補足を書いた後で知ったため、質問を訂正させることができませんでした。
わざわざ返信してくださって、ありがとうございました。

回答No.1

paddler

質問するときは、必要な情報を漏れなく書きましょう！

> 短波長と長波長、つまり求めたいスペクトルの両端に本来あるはずが無い線スペクトルがありました。

「求めたいスペクトル」と「あるはずが無い線スペクトル」の波長が書かれていません！

「求めたいスペクトル」の方は課題ですから波長も分かっているはずですね？（まぁD線でしょうが）

「あるはずが無い線スペクトル」の方の波長は分かりますか？　分光の学生実験ですか？　「プリズム分光器」とありますが、自分で偏角を回して目でスペクトル線を確認する超クラシックなタイプでしょうか？　そうだとすると、この「あるはずが無い線スペクトル」の波長は分からなくとも、何色に見えたかは分かりますよね？

>　．．．と言われてるのですがどう示せばいいのでしょうか。

式を見れば分かる通りでしょう。「E」が分かれば示せるし、「E」が分からなければ示せるはずないですよね。

お礼

ありがとうございました

補足

１：あるはずが無い線スペクトルの波長は７００nm前後に見えて、色は弱くてよくわからなかったのですが、
赤でした。
求めたい線スペクトルの波長は、D線を含むナトリウムの波長です。
プリズム分光器は自分でレンズを覗いて、微動ねじを回し線スペクトルの位置を確認する装置です。
たぶん、クラシックだと思いますが。
ちなみに学生実験です。

２：波長λの単色光のエネルギーをEとしたとき、
λ・E＝1.2398×10＾4（10の4乗）[eV・Å]
となる理由がわからないのですが・・・