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Física
edad: 15 – 18

Espectrómetro abierto

Los espectrómetros son generalmente cajas cerradas. Pero este espectrómetro es literalmente abierto. Utilizando métodos sencillos y un poco de matemática básica, nos permite medir, por ejemplo, las líneas espectrales de una lámpara fluorescente. Algunos alumnos han alcanzado resultados notablemente precisos en menos de 15 minutos.

Objetivos de aprendizaje

Observar el principio de funcionamiento de los espectroscopios.

Comprender cómo se usa la difracción en una red de difracción para separar las diferentes longitudes de onda.

Realizar mediciones precisas a nivel nanométrico.

Copias impresas de la hoja de trabajo
Red de difracción de 1000 líneas/mm
Tijeras
Cinta adhesiva transparente
Lámpara fluorescente
Preparación

Prepara para cada grupo una copia impresa de la hoja de trabajo y una lámpara de escritorio con luz fluorescente. Asegúrate de que la hoja de trabajo esté impresa al 100% para que la escala sea precisa.

Tarea de los alumnos

Corta el triángulo blanco de la hoja de trabajo y cúbrelo con cinta adhesiva transparente. Luego dobla la parte de arriba exactamente por donde termina el rectángulo negro y deja la dobladura erguida. Coloca la luz fluorescente, cuyo espectro quieres medir, detrás de la ventana triangular. Si sujetas la red de difracción en posición vertical sobre la regla a 7 cm, verás triángulos de colores, cada uno es el resultado de cada línea espectral de la lámpara. Para realizar mediciones precisas, es importante que sujetes la red de difracción en posición vertical y paralela al fondo negro y que mires la regla en dirección a la línea blanca. Luego mueve la red de difracción hacia atrás y hacia adelante sobre la regla hasta que aparezca un triángulo en la línea blanca. Observa en la regla la distancia que hay desde el fondo negro y calcula la longitud de onda con la fórmula de la hoja de trabajo.

Conclusiones

Puedes leer una explicación detallada sobre el diseño del espectrómetro y la física subyacente en este artículo publicado en la revista Physics Education del Institute of Physics.