Emisija in absorpcija svetlobe z atomi. Izvor spektri

Ta člen določa osnovne koncepte treba razumeti, kako emisije in absorpcija svetlobe, ki jo atomi. Tam je opisana tudi uporaba teh pojavov.

Pametni in fizike

Človek, ki je bil rojen po letu 1990, njegovo življenje brez različnih elektronskih naprav, ne more zagotoviti. Pametni telefon ne samo nadomešča telefona, vendar je prav tako mogoče spremljati menjalnih tečajev, posel, da pokličete taksi in tudi ujemajo z astronavti na krovu ISS, skozi njihovo uporabo. Oziroma, in se vidijo vse tiste digitalnih pomočnikov kot samoumevno. Emisije in absorpcija svetlobe, ki jo atomi, ki omogočajo in so omogočili, da se obdobje zmanjševanja vseh vrst naprav, tako da bodo bralci zdi dolgočasno temo pri pouku fizike. Toda ta veja fizike veliko zanimivo in razburljivo.

Teoretične osnove za odpiranje spektrov

Obstaja rek: ". Radovednost pred padcem" Toda ta izraz in ne na to, da je napačen odnos bolje, da ne bi motili. Če pa kažejo, radovednost do sveta, ni nič narobe, se ne bo zgodilo. Ob koncu devetnajstega stoletja, so ljudje začeli razumeti naravo magnetizma (ki je dobro dokumentiran v sistemu Maxwellove enačbe). Naslednje vprašanje, ki bi omogočala znanstvenikom, je postala zgradba snovi. To je treba takoj pojasniti, zakaj znanost ni zelo dragoceno emisij in absorpcija svetlobe, ki jo atomi. Spektri - je posledica tega pojava in osnova za preučevanje strukture materije.

Struktura atomom

Znanstveniki v antični Grčiji kažejo, da je marmor sestavljena iz več kosov nedeljivega "atomov." In pred koncem devetnajstega stoletja, so ljudje mislili, da je najmanjši delci snovi. Toda izkušnje Rutherford o razpršitve težkih delcev na zlato folijo pokazala, da ima atom tudi notranjo strukturo. Heavy jedro je v centru in pozitivno nabite, lahke negativni elektroni vrtijo okoli njega.

Paradoksi atomov v teoriji Maxwell

Te ugotovitve so povod za več paradoksov: po Maxwellove enačbe, koli premika zaračuna delcev oddaja elektromagnetno polje, zato izgubi energije. Zakaj, potem se elektroni ne spadajo v jedro, in še vedno vrti? Prav tako ni bilo jasno, zakaj je vsak atom absorbira ali oddaja fotone le določene valovne dolžine. Bohr je teorija, ki jo mogoče zdraviti pomanjkljivosti z vnosom orbitalami. V skladu z načeli te teorije, lahko elektroni okoli jedra je le na teh orbital. Prehod med sosednjimi državami spremlja bodisi z oddajanjem ali absorpcijo fotona z določeno energijo. Emisija in absorpcija svetlobe z atomi Prav zaradi tega.

valovna dolžina, frekvenca, energija

Za bolj popolno sliko, ki jo je treba govoriti malo o fotonov. To so osnovni delci, ki nimajo mase počitka. Obstajajo le tako dolgo, dokler se gibljejo v okolju. Toda teža še vedno: presenetljivo površine, ki jih prenašajo to impulz, ki bi ga bilo mogoče brez mase. Samo veliko se pretvori v energijo, kar je snov, katere sprašuje in se absorbira, malo topleje. Bohrov teorija ne pojasni to dejstvo. Lastnosti fotona in značilnosti njenega vedenja je opisal kvantne fizike. Torej, foton - tako val in delec z maso. Fotonov, in kot val ima naslednje značilnosti: dolžina (λ), s frekvenco (ν), energije (E). Daljši Valovno nižja frekvenca in nižje energije.

Spekter atoma

Atomska spekter tvorjen v več stopnjah.

1. Elektronska stikala v atomu z orbitalno 2 (višje energije) na orbitalnem 1 (z majhno porabo energije manj).
2. Določena količina energije se sprosti, ki je oblikovan kot kvant svetlobe (hν).
3. Ta foton se oddaja v okoliški prostor.

Tako pridobljeni in atoma linija spektra. Zakaj se imenuje ta način, pojasnjuje svojo obliko, ko posebne naprave "ulov" je izhodno fotoni svetlobe na zapisovalne naprave določeno število linij. Za ločevanje fotone različnih valovnih dolžin, ki jih ta pojav valov uklonskih z različnimi frekvencami uporabljajo različno lomni količnik, s tem pa tudi ena odklonil od drugega.

Lastnosti snovi in spektrov

Linija spekter snovi je edinstvena za vsako vrsto atomov. To pomeni, da v emisijo vodika bo dala en niz linij in zlato - drugo. To dejstvo je osnova za uporabo spektroskopije. Po pridobitvi ničesar spektra, je mogoče razumeti, kaj je v bistvu, v njegovi atomi razporejeni glede na drugega. Ta metoda omogoča določitev in različne lastnosti materialov, ki se pogosto uporablja kemije in fizike. Absorpcija in emisija svetlobe, ki jo atomi - ena izmed najpogostejših orodij za preučevanje okoliškega sveta.

emisijskimi spektri Pomanjkljivosti

Do te točke pove več o tem, kako atomi oddajajo. Ampak ponavadi, vsi elektroni v orbital v svojem ravnotežno stanje, nimajo nobenega razloga, da se premaknete v druge države. Snov je nekaj zavrnjena, je treba najprej absorbirajo energijo. To pomanjkanje metode, ki izkorišča absorpcijo in emisije svetlobe atoma. Na kratko pravijo, da je prva stvar, da toploto ali svetlobo, preden smo dobili spekter. Zadeve se ne bodo pojavile, če znanstvenik preučevanje zvezde, in tako so sijaj s svojimi notranjimi postopki. Toda, če želite, da preuči kos rude ali živilu, da dobimo spekter se je dejansko potrebno, da gorijo. Ta metoda ni vedno tako.

absorpcijski spektri

Emisije in absorpcija svetlobe z atomi kot metoda "dela" v obeh straneh. Lahko osvetlili na širokopasovnem snovi (na primer, v katerem so fotoni različnih valovnih dolžinah), nato pa videli, kaj val dolžine absorbirajo. Toda ta metoda je primerna ne vedno, se prepričajte, da je material transparenten na želeno dela elektromagnetnega lestvice.

Kvalitativno in kvantitativno analizo

Postalo je jasno, da spektrov edinstven za vsako snov. Bralec lahko sklepamo, da je ta analiza se uporablja samo za določitev materiala, iz katerega je narejen. Vendar pa je mogoče obseg je veliko širši. število atomov v spojini lahko določi s pomočjo posebne tehnike širina pregled in prepoznavanje in intenzivnost posledičnih linij. Poleg tega lahko ta kazalnik lahko izražena v različnih enotah:

• Odstotek (na primer, ta zlitina vsebuje 1% aluminijevega oksida);
• v molih (raztopljenih v tej tekočem 3 mol natrijevega klorida);
• v gramih (prisotne v vzorcu 0,2 g urana in torija 0,4 g).

Včasih je analiza je mešana: tako kvalitativno in kvantitativno. Toda ker fizikov zapomni položaj linij, in oceniti njihovo senco s pomočjo posebnih tabel, zdaj pa vse naredi program.

Uporaba spektra

Smo že podrobno razpravljali, kaj emisij in absorpcija svetlobe, ki jo atomi. Spektralna analiza se uporablja zelo pogosto. Ni področje človekovega delovanja, je bila uporabljena ne glede na to, kje smo glede na pojav. Tu so nekatere od njih:

1. Na začetku tega članka, smo se pogovarjali o pametnih telefonih. Silicij polprevodniški elementi so postali tako majhen, vključno z raziskavami kristalih z uporabo spektralne analize.
2. Če kakršen koli incident, je edinstvenost elektronov lupine vsakega atoma določa, kakšno kroglo odpustili najprej, zakaj je avto pokvaril okvir ali stolpni žerjav, kot tudi nekatere strup zastrupil ljudi in koliko časa je preživel v vodi.
3. Zdravilo za spektralno analizo za svojo korist najbolj pogosto v povezavi s telesnimi tekočinami, vendar se zgodi, da se ta metoda uporablja v tkivih.
4. Oddaljene galaksije, kozmični plin oblaki, planeti pred zvezdami - vse to je študiral s svetlobo in njegove razgradnje v spektrov. Znanstveniki vedo, sestavo teh objektov, njihovo hitrost in procesov, ki se pojavljajo v njih zaradi dejstva, da lahko zajemanje in analizo fotone jih oddajajo ali absorbira.

Elektromagnetna lestvica

Predvsem pa smo pozorni na vidno svetlobo. Toda na elektromagnetno lestvici ta segment je zelo majhna. Dejstvo, da človeško oko ne popraviti veliko širše sedem barv mavrice. Lahko oddajajo in absorbirajo ne le vidne fotonov (λ = 380-780 nm), ampak tudi druge fotone. Elektromagnetna lestvica vključuje:

1. Radijski valovi (λ = 100 kilometrov) posredujejo podatke na dolge razdalje. Zaradi zelo veliko valovno dolžino, njihova energija je zelo nizka. So zelo hitro absorbira.
2. Teraherčnih vala (λ = 1-0,1 mm) do nedavnega ni bilo na voljo. Prej, njihov obseg vključuje radijske valove, zdaj pa je ta segment elektromagnetnega lestvici dodeljena v posebnem razredu.
3. Infrardeča valovna dolžina (λ = 0,74-2000 mikrometrov) za prenos toplote. Ogenj, svetloba, sonce jih oddajajo v izobilju.

Vidno svetlobo smo pregledali, zato več podrobnosti o tem ne bom pisal.

Ultravijolična valovna dolžina (λ = 10-400 nm), smrtna za človeka v prebitku, vendar je njihova pomanjkljivost je nepovraten. Naša osrednja zvezda daje veliko ultravijolične svetlobe, in Zemljina atmosfera ohranja večino njega.

X-žarki in gama žarki (λ <10 nm) imata skupno območje, vendar se razlikujejo po izvoru. Če jih dobimo, je potrebno, da se razpršijo elektrone ali atomi, na zelo visoke hitrosti. Laboratorij za ljudi, ki so sposobni, vendar v naravi takšno moč, samo pride v notranjosti zvezd, oziroma trčenja masivnih predmetov. Primer slednje postopka lahko služijo kot možnost eksplozije supernove, absorpcijo zvezde s črno luknjo, srečanje dveh galaksij in galaksij in masivnih oblaki plina.

Elektromagnetni valovi vseh območjih, namreč njihova sposobnost se sproščajo in z atomi absorbira, se uporabljajo v humani aktivnosti. Ne glede na to, da je bralec izbere (ali samo izvoljenim) kot svoje življenjske poti, je gotovo soočiti z rezultati spektralnih študij. Prodajalec ima sodoben plačilni terminal, ker je, ko je znanstvenik preučevali lastnosti snovi in ustvarili mikročip. Agrarne oplodi polja in zbirajo visoki donosi so zdaj le zato, ker enkrat geolog odkrili v kosu fosforja rude. Ona nosi svetle obleke samo z izumom obstojnih kemičnih barvil.

Ampak, če želi bralec povezati svoje življenje s svetom znanosti, boste morali za študij veliko več kot osnovnih konceptov procesa emisije in absorpcijo fotonov svetlobe v atomov.