Forsøk med spekter

Elevøvelse gjennomført 20. September 2012

Av: Tuva Klunderud

Hensikt med forsøket

Å skille mellom absorpsjonsspekter, emisjonsspekter og sammenhengende spekter ved å se på ulike lyskilder gjennom et håndspektroskop.

Utstyr

Håndstetoskop

Magnesiumtråd

Lighter

Fyrstikker

Porselensskål

Lysstoffrør

Digeltang

Fagstoff

Når vi ser på en lysskilde kan vi se tre ulike former for spekter av farger i et spektroskop. Disse tre spektrene er absorpsjonssekter, emisjonsspekter og sammenhengende spekter. 

Absorpsjonsspekter: I et absorpsjonsspekter vil vi se en rekke med ulike farger, med noen vertikale svarte streker innimellom. Dette er fordi at når vi sender et lys gjennom en gass vil gassen absorbere noe av strålingen. Bølgelengdene som blir absorbert, vil ikke gi lys, og fargene vil ikke være synlige. Disse områdene hvor bølgelengene skulle vært vil bli svarte.

Emisjonsspekter: I et emisjonsspekter ser vi svart, med vertikale streker med farge. Et emisjonsspekter får vi når vi ser på en gass som er varmet opp, slik at den begynner å lyse. Da vil gassen kun sende ut stråling av noen helt bestemte bølgelengder. Disse bølgelengdene vil vi se som streker av farger i et spektroskop. Hvilke bølgelengder som sendes ut forteller oss hvilke gass vi ser på. 

Sammenhengende spekter: Et sammenhengende fargespekter får vi om vi ser på hvitt lys, for eksempel solen. Da sendes det ut alle bølgelengdene i det synlige lyset. 

Med lysspekter menes sammenhengende spekter.                                                       

Hypotese

Sollys – Jeg tror vi vil se et sammenhengende spekter ved å se på sollyset, fordi fra sollyset kommer det et hvitt lys som inneholder alle bølgelengdene i det synlige lyset.

Åpen flamme fra fyrstikk – Jeg tror vi vil se et emisjonsspekter når vi ser på fyrstikken, fordi på fyrstikken er det svovel som brenner. Svovel er et grunnstoff, og vil kun sende ut noen bestemte bølgelengder.

Magnesiumtråd – Jeg tror vi vil se et emisjonsspekter når vi ser på den brennende magnesiumtråden, fordi magnesium er et grunnstoff som kun vil sende ut helt bestemte bølgelengder når den varmes opp.

Lysstoffrør – I lysstoffrøret som vi skal se på er det helium. Helium er et grunnstoff, og elektronene i grunnstoffet vil begynne å bevege på seg når det får tilført strøm, og begynne å lyse. Jeg vil da tro at vi kommer til å se et emisjonsspekter, fordi grunnstoffet helium kun vil sende ut noen bestemte bølgelengder.

Hypotesetabell

Lyskilde	Absorpsjonsspekter	Emisjonsspekter	Sammenhengende spekter
Sollys			x
Åpen flamme		x
Magnesium		x
Lysstoffrør		x

Fremgangsmåte

Vi brukte spektroskopet til å se på de ulike lyskildene. Først så vi på sollyset. Dette gjorde vi utendørs. Deretter tente vi fyrstikker og så på disse. Vi kunne ikke tenne på innendørs, så vi gjorde det i under tak (i et hjørne) utendørs. På det samme stedet tente vi på magnesiumtråden, og så på den gjennom spektroskopet. Vi brukte digeltangen til å holde tråden, fordi den blir veldig varm når den tennes på. Under tråden hadde vi en porselensskål til å samle asken i.

Innendørs så vi på lysstoffrør, i et vindusfritt rom, slik at det ikke kom annet lys inn. 

Her prøver vi å tenne på magnesiumtråden.

Resultat av det vi så gjennom spektroskopet: 

Lyskilde	Absorpsjonsspekter	Emisjonsspekter	Sammenhengende spekter
Sollys			x
Åpen flamme			x
Magnesium			x
Lysstoffrør		x

Konkusjon

Sollys – Spekteret vi fikk da vi så på sollyset var et sammenhengende spekter. Sollys sender ut alle bølgelengdene i det synlige lyset, men på veien fra sola til jorda er det en mange ulike gasser. Noen av strålene blir derfor absorbert av disse gassene. Men siden lysstrålene fra sola er så sterke, vil ikke spektroskopet vi bruker registrere de strålene som blir absorbert på veien, og vi vil derfor oppfattet spekteret vi får som et sammenhengende spekter.

Hypotesen stemte derfor med resultatet.

Åpen flamme fra fyrstikk – Om vi hadde tent på en fyrstikk i et helt mørkt rom, ville vi sett et emisjonsspekter i en kort stund, mens svovelen brant. Det er fordi svovelen er et grunnstoff. Resten av fyrstikken derimot er laget av tre. Når treet begynner å brenne vil det bestå av så mange grunnstoffer som til sammen vil ut alle typer bølger. Da får du et sammenhengende spekter.

Grunnen til at vi fikk et sammenhengende spekter da vi så på fyrstikken, var at vi tente på den utendørs, så spektroskopet tok inn såpass mye lys utenifra, at den registrerte alle de synlige bølgelendene.

Hypotesen stemte derfor ikke med resultatet. 

Magnesiumtråd – Magnesiumtråden tente vi på utendørs. Selv om vi skygget for så godt vi kunne, fikk vi et sammenhengende spekter da vi så på magnesiumtråden. Min konklusjon er vi fikk et sammenhengende spekter, fremfor et emisjonsspekter som jeg trodde vi skulle få, fordi spektroskopet tok inn så mye av sollyset at alle de synlige bølgelendene ble registrert. Hadde vi sett på magnesiumsgassen i et rom uten noen annen form for lys, ville vi sett et emisjonsspekter.
Hypotesen stemte ikke med resultatet vi fikk. 

Lysstoffrør – I lyset fra lysstoffrøret fikk vi et emisjonsspekter. Dette stemte med hypotesen som at heliumen i lysstoffrøret kun sendte ut noen bestemte typer bølgelengder. 

Disse to bildene er tatt gjennom spektroskopet, mens vi ser på et  lysstoffrør. Bildene viser at vi så et emisjonsspekter.                                         

 

Kilder

http://ndla.no/nb/node/44796?fag=7

http://ndla.no/nb/node/27268?fag=7

http://snl.no/svovel

Naturfag 3 – Fagbok

Elevøvelse: Beskrivelse av et økosystem i endring

Langhelgen 6.-11. september var jeg i Latvia, hvor jeg observerte hvordan de jobber med skjøtsel av naturområder der. Blant annet var jeg med på å se arbeid de gjorde ute på myrer. Alle myrene i Latvia er fredet, og de som er ansvarlige for naturvern og opprettholdningen av det økologiske mangfoldet i Latvia ønsker at myrene skal få større oppmerksomhet blant befolkningen. En av måtene å gjøre dette på er å lage tilrettelagte naturstier gjennom myrområder. Målet med dette er å gjøre folk oppmerksom på konsekvensene av at man ikke tar vare på naturen. Jeg fikk være med å gå gjennom et myrområde, for å planlegge hvor og hvordan en slik natursti skulle legges.

Under vil jeg beskrive myrens økosystem, og i hvilken suksesjonsfase myren befinner seg i.

Myren vi gikk i lå på grensen mellom Latvia og Estland. Før vi kom til myren måtte vi gå gjennom en furuskog.

Utstyr:

Et digitalkamera – Panasonic Lumix GH2 – til å ta bilder med.

Området var relativt vått, så gummistøvler var en nødvendighet. (Hvor tette de var derimot, kan diskuteres.)

Mac.

Bøker jeg har brukt vil bli oppført som kilder til slutt.

Myren:

Myren utbredte seg over et ganske stort området, med furuskog på alle kanter.

3,9 % av Latvias areal består av myrområder. Det finnes ulike former for myrer, blant annet høymyr, teppemyr og palsmyr. Denne myren jeg obsertverte var en høymyr, og er den vanligste myrformen i Latvia. At myren er en høymyr, vil si at myren kun får vanntilførsel gjennom nedbør, ikke gjennom grunnvann i bakken. Dette er fordi myren ikke er dyp nok. Denne myren er antakeligvis rundt 5 meter dyp. Ofte har høymyrer en noe hevet form, mens i dette området var den mer flat. Andre kjennetegn for høymyrer er at vannet er surt, og at området er vegetasjonsfattig. Myrvannet her hadde en PH-verdien på 3-4, altså var vannet surt, og kjennetegnet stemte. Jeg vil ikke si at denne myren var vegetasjonsfattig, men heller artsfattig. Det var stor vegetasjon på hele myren, bortsett fra i tjernet som fortsatt ikke var blitt til myr, men de samme plantene gikk igjen over hele området.

Vegetasjonen er lik over store deler av myra, og variasjonen av arter er lav.

En myrs utvikling er påvirket av en rekke faktorer, både abiotiske, biotiske og antropogeniske faktorer. Nedenfor vil jeg fortelle hvilke faktorer som er med på å påvirke denne myren i større og mindre grad, men først er det viktig å forstå hva som gjør at et vann omdannes til en myr.

Svagnum-mose.

Det som skjer når et tjern utvikler seg til å bli en myr, er at torvmose begynner å vokse i tjernet. I motsetning til de fleste andre planter vokser torvmosen godt i vann. Den har ikke røtter, men trekker inn vann og nødvendige næringsstoffer gjennom bladoverflaten.

Torvmosa fungerer derfor som en svamp, og fortsetter å ta opp vann selv om de dør. Akkurat som en svamp klarer torvmosa å holde på vannet, slik at det ikke fordamper så lett, og selv om det er lite regn. Dette gjør torvmosa til en vannregulator som demper flom og tørke.

I et vanlig, luftig miljø ville nedbrytere hindret at plantene hopet seg opp, slik de gjør i en myr. Men nedbryterne trives ikke i dette miljøet, fordi torvmosene produserer et bakteriedrepende stoff, sphagnan, som hinder forråtnelse av plantene. I tillegg er det lite oksygen, lav temperatur og lav PH-verdi, som også hindrer nedbryterne i å trives.

Når torvmosen ikke råtner, men hopes opp, vil torvlaget bli tykkere, og tjernet vil tilslutt fylles opp til bunnen med torv. Slik blir en myr dannet. Men dette er en prosess som kan ta flere tusen år.

 At man synker ned i myra, betyr at underlaget er består av myk matte. Dette underlaget dominerte store deler av myra, mens det i noen områder fast matte. På fast matte synker man ikke ned, men setter tydelige spor etter seg.

Abiotiske faktorer:

Abiotiske faktorer som påvirker økosystemet er blant annet vær, vind, temperatur og ph-verdi.

Regnmengden i dette økosystemet var normalt og kan sammenliknes med nedbørsmengden vi har her på Østlandet.

Som sagt var PH-verdien i vannet sur – med en verdi på mellom 3-4.

Temperaturen i økosystemet var som i resten av Latvia på denne årstiden. I september kan temperaturen variere fra mellom 0 til 20 C, men i denne perioden holdt den seg relativt stabil på mellom 10-15 C. Temperaturen i myra ligger som regel på samme temperatur som målt i luften rundt, men det kan også være en lavere temperatur i selve myra. Temperaturen i myra kan aldri bli høyere enn temperaturen i området rundt.

Biotiske faktorer:

I dette økosystemet finnes en rekke biotiske fakturer, selv om artsmangfoldet innenfor floraen ikke er like varierende som for eksempel i en eng, eller en løvskog.

Vi så ingen rovdyr eller pattedyr da vi var på myren, men vi så spor etter ulv, villsvin og elg. Alle tre er arter som er vanlige i Latvia. De har blant annet en ulvebestand på 3-5000 ulv.

Ulike fuglearter er også vanlig i dette økosystemet, blant annet trane, og vadefuglene grønnstilk og enkeltbekasin. Fiskeørn er ikke en like vanlig art, men det forekommer at de hekker i furutær på myrer. At det hekket eller kom til å hekke fiskeørn på denne myren var relativt stor, fordi det var tilrettelagt egne reir til ørnen (med overvåkningskamera) på myra, for å opprettholde bestanden i landet.

Det fantes også en rekke ulike innsekter på myra, men vi fikk ikke dokumentert noen spesifikke arter.

Selv om artsmangfoldet av planter ikke var veldig varierende, fant vi de mange av de vanligste artene i et økosystem hvor det er myr. Blant annet fant vi artene tranebær, mikkelsbær (i utkanten av myra), svagnum-mose (forskjellige typer), krekling, røsslyng, multer, kvitlyng, myrull og soldogg.

Hoveddelen av trærne som vokste der var av typen furutær. I tillegg så vi noen bjørketrær i utkanten.

Denne planten er i soldoggslekten, Drosera på latin, og er en kjøttetende plante.

Antropogeniske faktorer:

Når et økosystem blir påvirket av mennesker, eller andre ikke-naturlige faktorer, kaller vi dette for antropogenetiske faktorer.

Denne myra, har som mange andre myrer i Latvia blitt påvirket av menneskelige inngrep. Da Latvia var under russisk styre begynte de å drenere myrer rundt om i landet, for å tørke ut myren, slik at furuskog kunne vokse frem. Furuskog liker og vokser fortere på tørr bunn, og det lønte seg mer økonomisk for russerne å ha områder med furuskog fremfor myr. Denne dreneringen foregikk fra 60-70-tallet og frem til 90-tallet, da russertiden var over i Latvia. På 90-tallet (eller nærmere opp mot 2000-tallet) ble myrene fredet, og dreneringen tok slutt. I hvor stor grad dreneringen har påvirket økosystemet er vanskelig å si fra en ene observasjonen jeg tok, men den store mengden furutrær rundt og på myra, og de minkende tjernen tyder på at dreneringen hadde sin virkning.  

Bærplukkere og andre turgåere påvirker også myra, men ikke i en veldig stor grad. Når de går på tur, tråkker de ned mosen som bruker ett helt år på å ”reise seg” igjen.

Suksesjon:

Når et tjern omdannes til myr kalles dette en sekundærsuksesjon, fordi suksesjonen ikke starter på bar bakke, og det er planter, dyr og mikroorganismer til stede. Vi ser fra bildene ovenfor at denne suksesjonen har kommet godt i gang. Den største delen av området er allerede dekket av torvmose, og det er kun mindre tjern igjen. Like vel er ikke suksesjonen ferdig, så lenge det fortsatt er vann. Vi sier da at suksesjonen er i konsolideringsfasen. Dette er en den påfølgende fasen etter pionerfasen (startfasen). Det biologiske mangfoldet er nå stort, og konkurransedyktige arter er i vekst. At det er variasjon i plantemangfoldet, fører til at flere dyrearter tilstrekkes dette økosystemet. Når økosystemet når sitt endelige og stabile stadiet, vil hele området være dekket vanligvis være dekket av myrvegetasjon.   

Om 20 år vil økosystemet være det samme på denne myren, med mindre store endringer gjort av mennesker, eller en miljøkatastrofe inntreffer. At størrelsen på myra er så stor som den er kan det tyde på at det er over 3000 år siden suksesjonen startet. Menneskelige inngrep kan som sagt ha påvirket suksesjonen, men etter at myra ble fredet har suksesjonen nådd sitt normale tempo. Endringene etter 20 år vil derfor være små, fordi det er en for kort tidsperiode, i forhold til hvor lang tid en suksesjon i et slikt økosystem tar. 

Det kan ta flere hundre år før denne dammen blir til myr.

Kilder:

”Determination manual of European importance of protected habitats” – Bok

”Naturfag 3” – Bok

http://www.balticmaps.eu/ - Nettside

http://no.wikipedia.org/wiki/Myr#H.C3.B8ymyr - Nettside 

http://ndla.no/nb/node/15055 - Nettside

Janis Perle – har utdannelse innen biologi, og jobber med skjøtsel av naturområder i Latvia