Fysisk institutt og ILS, UiO, Andersen og Øgrim, 1999
Fysikkforsøk for videregående skoler

Del H: Lys med video
 
 


H07 Flammeskygger
i hvitt lys og i Na-lys


 



 
 
 
 
 
Stikkord:
Absorpsjon
Na-linja

Jf:
H08

Utstyr:
Glødelampe
Gassbrenner med saltspiral
Na-spektrallampe
med strømkilde
Stearinlys

Na-flammen

I dette forsøket, og i det neste, har vi bruk for en gass som inneholder natriumatomer, og som kan sende ut og absorbere det orange-gule lyset som er karakteristisk for natrium. Vi får Na-atomer til å lyse ved å varme opp koksalt i flammen fra en butanbrenner.
 
 


....


 






Som holder for saltet bruker vi en tynn jerntråd, blomstertråd. I den ene enden surrer vi jerntråden til et lite nøste. Dette nøstet dypper vi i vann og så i salt og holder det inn i gassflammen sånn at det størkner til en nokså fast saltklump. Hele jerntråden surrer vi fast til brenneren. Saltklumpen skal da holde seg omtrent en centimeter over gassåpningen. 

Lyset fra gassflammen består først og fremst av den (de) sterke orange-gule Na-linja. Lyset oppstår fordi Na-atomene blir eksitert av varmen fra brenneren. Atomene sender ut det gule lyset når de spontant faller tilbake til en lavere energitilstand.
 

 
Skygge av stearinlys

Rett lyset fra et lysbildeapparat (eller fra en lommelykt) mot et brennende stearinlys som står like innved en vegg.
 
 



 






Man venter å se en skygge av den sterkt lysende hvite flammen. Men det gjør man ikke. Flammen har ingen skygge, eller i hvert fall nesten ikke. På veggen er det bare skyggen av stearinen og av veken.

Flammen av et stearinlys er i det vesentlige en tynn gass av CO2 og H2O, mens det som er hvitt er bitte små hvitglødende karbonpartikler. Gassene kaster ikke skygge, og karbonstykkene er nok for små og for få til å kaste skygge de også.
 

 
Skygge av butanflamme


 






Flammen av en butanbrenner kaster ikke skygge den heller. Den er ikke så hvit og lys som stearinflammen, og det er nok fordi den ikke produserer karbonpartikler som kan gløde hvitt.
 

 
Skygge av Na-flamme

Nå har vi en oppstilling med en Na-flamme og med to lyskilder, sånn at vi får to mulige skygger på veggen. Den ene lyskilden er en Na spektrallampe. Den sender ut nesten bare det orange-gule Na-lyset. Den andre lyskilden sender ut hvitt lys. Vi skal sammenlikne de to mulige skyggene.
 
 



Her sender vi bare hvitt lys mot Na-flammen


Her kommer det Na-lys fra høyre og hvitt 
lys fra venstre inn mot Na-flammen.

Den svarte sylinderen er en Na-lampe. 
Vi ser at Na-lyset kaster skygge. 
Bak oss, litt til venstre, står en lyskaster 
med hvitt lys. Skyggen av selve butenbrenneren
ser vi litt til venstre for den svarte 
sylinderen. I hvitt lys har heller ikke Na-flammen skygge. 
Na-lampa er svakere enn de vanlige hvite lyskildene vi har til disposisjon. Vi kan f eks bruke en lommelyktlampe, eller vi kan bruke en vanlig ellampe som da står et godt stykke unna. Det var den oppstillingen vi brukte.

Skyggen fra det hvite lyset er der nesten ikke. Men Na-flammen danner en iøynefallende skygge for lyset fra Na spektrallampa. 

Na-flammen absorberer nok den gule Na-linja i det sammenhengende spekteret fra glødelampa, men det merker vi ikke. For dette lyset består av mange bølgelengder, og bare en liten del blir absorbert.

Men lyset fra Na-lampa blir absorbert i Na-flammen. Så sender Na-flammen riktignok ut igjen omtrent like mye Na-lys som den absorberer. Men det som blir sendt ut, går i alle retninger, og bare en liten del av det bidrar til å belyse veggen bak. 

Vi ser altså en skygge i dette tilfelle, og vi har da vist at Na-atomer både kan sende ut og absorbere den samme bølgelengden av lys.

Forsøket forutsetter at lyset fra Na-lampa har vesentlig større lystetthet i den gitte retningen enn lyset fra Na-flammen.

Neste forsøk
Tilbake til innholdsfortegnelser
H08
Del-H
3. avdeling
Indeks