Emisije i apsorpcije svjetlosti atomima. Podrijetlo linije spektra

Ovaj članak daje osnovne pojmove potrebno je shvatiti kako je emisija i apsorpcija svjetlosti atomi. Tu je opisano korištenje tih pojava.

Smartphone i fizike

Čovjek koji je rođen nakon 1990. godine, njegov život bez raznih elektroničkih uređaja ne može pružiti. Smartphone ne samo zamjenjuje telefon, ali i čini ga moguće pratiti tečajeve, obavljati, pozvati taksi, pa čak i odgovaraju s astronautima na brodu ISS, kroz njihovu primjenu. Odnosno, i percipira sve te digitalni asistenti kao po sebi razumljivo. Emisija i apsorpcija svjetlosti atomi koji čine i napravio to moguće era smanjenje svih vrsta uređaja, tako da čitatelji će se činiti dosadan temu u fizici sati. No, ova grana fizike mnogo zanimljiva i uzbudljiva.

Teoretska pozadina za otvaranje spektra

Postoji izreka: „Zanimljivost prije pada” Ali ovaj izraz, a na činjenicu da je u redu odnos je bolje ne miješati. Ako je, međutim, pokazuju znatiželju prema svijetu, ništa loše neće dogoditi. Krajem devetnaestog stoljeća, ljudi su počeli da razumiju prirodu magnetizma (što je dobro dokumentiran u sustavu Maxwellove jednadžbe). Sljedeće pitanje, što bi omogućilo znanstvenicima, postala je struktura materije. Potrebno je odmah pojasniti, jer znanost nije vrlo vrijedna emisija i apsorpcija svjetlosti atomi. Spektar Line - posljedica ovog fenomena i temelj za proučavanje strukture materije.

Struktura atoma

Znanstvenici u staroj Grčkoj ukazuju na to da je mramor se sastoji od nekoliko dijelova nedjeljive „atoma”. I prije kraja devetnaestog stoljeća, ljudi su mislili da je najsitnije čestice materije. No, iskustvo Rutherford o raspoređivanju teških čestica na zlatnoj foliji je pokazalo da je atom ima unutarnju strukturu. Teški jezgra je u središtu i pozitivno nabijene, lagani negativni elektroni vrte oko njega.

Paradoksa atoma unutar teorije Maxwell

Ovi rezultati uvjetovali nekoliko paradoksa: u skladu s Maxwellove jednadžbe, svaka se kreće nabijena čestica emitira elektromagnetsko polje, dakle, gubi energiju. Zašto, dakle, elektroni ne spadaju u jezgri, i dalje okretati? To je također nije jasno zašto se svaki atom apsorbira ili emitira fotone samo određene valne duljine. Bohrov teorija je moguće izliječiti nedostatke unosom orbitale. Prema načelima ove teorije, elektroni oko jezgre može biti samo na ovim orbitala. Prijelaz između dviju susjednih država prati bilo emisije ili apsorpcije fotona s određenom energijom. Emisija i apsorpcija svjetlosti atomi upravo zbog toga.

valna duljina, frekvencija, energija

Za potpunije slike morate razgovarati malo o fotona. To su elementarne čestice koje nemaju masu mirovanja. Oni postoje samo dok se kreće kroz okolinu. No, težina još uvijek imaju: udaranje po površini, oni ga prenose impuls koji bi bio moguć bez mase. Samo puno toga se pretvara u energiju, što je tvar od koje su hit, a oni su apsorbira, malo toplije. Bohrov teorija ne objašnjava ovu činjenicu. Svojstva fotona i značajke svog ponašanja je opisao kvantne fizike. Dakle, foton - i val i čestica s masom. Fotona i kao val ima slijedeće karakteristike: a dužine (λ), a frekvencija (ν), energije (E). Što duže valna duljina je niža frekvencija, a to je niža energija.

Spektar atoma

Atomski spektar nastaje u nekoliko faza.

1. Elektronske sklopke na atomu s orbitalni 2 (od više energije) u orbitalnoj 1 (uz niske energije manje).
2. Određena količina energije oslobađa, koji je oblikovan kao kvantne svjetla (hν).
3. Ovaj foton emitira u okolni prostor.

Tako je dobiveno i linija spektar atom. Zašto je pozvao na taj način, objašnjava svoj oblik kada posebne naprave „ulov” su odlazni fotone svjetla na uređaju za snimanje fiksni broj redaka. Odvojiti fotona različitih valnih duljina, koje koriste difrakcijskih fenomen valova različitih frekvencija imaju različite indeks loma, dakle, još jedan skrenuto od drugog.

Svojstva tvari i spektara

Linija Spektar tvar je jedinstven za svaku vrstu atoma. To je, u emisiji vodika dati jedan set linija i zlato - drugi. Ova činjenica je temelj za primjenu spektroskopije. Nakon što je dobio spektra ništa, može se razumjeti ono što je u suštini, u svojoj atomi raspoređeni u odnosu na drugu. Ova metoda omogućuje definiranje i razna svojstva materijala, koji se često koristi kemije i fizike. Apsorpcija i emisija svjetla atoma - jedna od najčešćih alata za proučavanje okolnog svijeta.

Spektar emisije nedostatke

Do ove točke više govori o tome kako atomi emitiraju. No, obično svi elektroni u orbitala u svom ravnotežnom stanju, oni nemaju razloga da se presele u drugim državama. Tvar se nešto odbije, on prvo mora apsorbiraju energiju. Ovaj nedostatak metoda koja iskorištava apsorpciju i emisiju atoma svjetlosti. Ukratko reći da je stvar u toplinu ili svjetlost, prije nego što smo dobili spektra. Pitanja neće pojaviti, ako znanstvenik proučavao zvijezde, pa su se sjaji kroz svoje unutarnje procese. Ali ako želite studirati komad rude ili prehrambenog proizvoda, za dobivanje spektra to je zaista potrebno da se spali. Ova metoda nije uvijek slučaj.

apsorpcijski spektri

Emisije i apsorpcije svjetlosti atomima kao metoda „radi” na dvije strane. Možete rasvijetlili način na tvari širokopojasne (tj, u kojem postoje fotoni različitih valnih duljina), a zatim vidjeti što valnim duljinama apsorbirati. No, ova metoda je pogodna ne uvijek biti sigurni da je materijal proziran na željeni dio elektromagnetskog skali.

Kvalitativna i kvantitativna analiza

Postalo je jasno da spektra je jedinstven za svaku tvar. Čitatelj može zaključiti da je ova analiza se koristi samo za određivanje materijal od kojeg je napravljen. Međutim, moguće raspon je mnogo širi. broj atoma u spoju može se postaviti pomoću posebne tehnike širine ispitivanje i prepoznavanje i intenzitet nastalih linija. Osim toga, ovaj indikator se može izraziti u različitim jedinicama:

• postotak (na primjer, ova legura sadrži 1% aluminija);
• molarno (otopljenog u ovom tekućem 3 mola natrijevog klorida);
• u gramima (prisutnih u uzorku od 0,2 g urana i torij 0.4 grama).

Ponekad analiza je mješovita: i kvalitativne i kvantitativne. No, dok su fizičari zapamtio položaj vodova i ocjenjuju njihovu nijansu uz pomoć specijalnih stolova, ali sada je sve čini program.

Upotreba spektra

Već smo raspravljali u detalje, što je emisija i apsorpcija svjetlosti atomi. Spektralna analiza koristi vrlo široko. Nema područje ljudske aktivnosti, korišten, bez obzira gdje smo s obzirom na fenomen. Ovdje su neke od njih:

1. Na početku ovog članka, razgovarali smo o pametnim telefonima. Silicij poluvodički elementi su postali toliko mali, uključujući istraživanje kristala pomoću spektralne analize.
2. Ako bilo koji incident je jedinstvenost elektrona ljuske svakog atoma određuje kakav metak ispalio prvi, zašto se auto pokvario okvir ili toranj dizalice, kao i neke otrov truju ljude i koliko vremena je proveo u vodi.
3. Medicina koristi spektralnu analizu u svoju korist najčešće u odnosu na tjelesne tekućine, ali to se događa da se ova metoda primjenjuje u tkiva.
4. Udaljene galaksije, kozmički plinski oblaci, planeta ispred zvijezde - sve je to studirao svjetlo i njegove razgradnje u spektru. Znanstvenici znaju sastav tih objekata, njihovu brzinu i procese koji se dešavaju u njima s obzirom na činjenicu da oni mogu hvatanje i analizu fotona se emitiraju ili apsorbiraju.

Elektromagnetsko ljestvica

Najviše od svega, mi obratite pozornost na vidljive svjetlosti. No, na elektromagnetskom skali ovaj segment je vrlo mala. Činjenica da je ljudsko oko ne riješi mnogo šire sedam dugine boje. Može emitirati i apsorbirati ne samo vidljive fotone (λ = 380-780 nm), ali i druge fotone. Elektromagnetsko skala uključuje:

1. Radio valovi (X = 100 kilometara) prijenos podataka na velike udaljenosti. Zbog vrlo velike valne duljine, njihova energija je vrlo niska. Oni su vrlo lako apsorbira.
2. Terahercnih val (X = 1-0,1 mm) do nedavno, nisu bili lako dostupni. Prije toga, njihov raspon uključuje radiovalova, ali sada taj dio elektromagnetskog skali izdvaja se u zasebnu klasu.
3. Infracrveni Valna duljina (X = 0,74-2000 mikrometara) prijenosa topline. Vatra, svjetlo, sunce ih emitiraju u izobilju.

Vidljiva svjetlost smo pregledali, tako da više detalja o tome neće pisati.

Ultraljubičasto valna duljina (λ = 10-400 nm) smrtonosan za čovjeka koji prelazi, ali njihov nedostatak je nepovratan. Naš središnji zvijezda daje puno ultraljubičasto svjetlo, a Zemljina atmosfera zadržava većinu.

X-zrake i gama zrake (X <10 nm) imaju zajednički niz, koji se razlikuju porijeklom. Da biste ih dobili, potrebno je raspršiti elektrona ili atoma na vrlo visokim brzinama. Laboratorij ljudi su sposobni za to, ali u prirodi takve moći pojaviti samo unutar zvijezde, ili sudaranja masivnih objekata. Primjer potonjeg postupka može poslužiti kao supernove eksplozije, apsorpciju zvijezde od crne rupe, susreta dvije galaksije i galaksije i masivnim oblacima plina.

Elektromagnetski valovi svih dijelova, naime njihova sposobnost da se emitiraju i apsorbira atomima, se koriste u ljudskom djelatnošću. Bez obzira na činjenicu da je čitatelj izabrao (ili samo izabrane) kao svoje životne staze, sigurno suočiti s rezultatima spektralne studija. Prodavatelj ima modernu plaćanja terminal jer jednom znanstvenik proučavao svojstva tvari i stvorio mikročip. Agrarna oplodi polja i prikupiti visoki prinosi su sada samo zbog toga što je jednom geolog otkrio u komadu fosfora rude. Ona nosi svijetle odjeće samo s izumom postojanih kemijskih bojila.

Ali ako čitatelj želi povezati svoj život sa svijetom znanosti, morate učiti puno više od osnovnih pojmova postupku emisije i apsorpcije fotona svjetlosti u atomima.