Συμπαγές και γραμμικό φάσμα: τι είναι και πώς διαφέρουν. Φάσματα. Φασματική ανάλυση και εφαρμογή της

Επαγγελματική Σχολή Νο 51

αφηρημένη

Θέμα: Φυσική.

Θέμα: Φάσματα, φασματική ανάλυση και τύποι ακτινοβολίας.

Προετοιμάστηκε από:

Μαθητική ομάδα Νο 21

Μπελούσοφ Πάβελ Μιχαήλοβιτς

Τετραγωνισμένος:

Lyashkova Ludmila Vasilievna

Berezniki, 2009

Εισαγωγή………………………………………………………………………………………3

Ιστορικές πληροφορίες…………………………………………………………4

Θεωρία της προέλευσης των χρωμάτων

Τύποι ακτινοβολίας…………………………………………………………………………

ακτινοβολία του ατόμου

θερμική ακτινοβολία

ηλεκτροφωταύγεια

καθοδοφωταύγεια

Χημειοφωταύγεια

Φωτοφωταύγεια

Τύποι φασμάτων………………………………………………………………………7

1. συνεχές φάσμα

   φάσματος γραμμής

   ριγέ φάσμα

Φασματική ανάλυση και εφαρμογή της…………………………….….……9

Συμπέρασμα…………………………………………………………………..…10

Κατάλογος της χρησιμοποιούμενης βιβλιογραφίας…………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………..11

Αιτήσεις……………………………………………………………………………….. 12

Εισαγωγή

Για να το θέσω απλά, το "φάσμα" είναι μια πολύχρωμη ζώνη που λαμβάνεται όταν μια δέσμη φωτός διέρχεται από ένα γυάλινο πρίσμα ή κάποιο άλλο μέσο που διαθλά το φως.

Στη φύση, μπορούμε να παρατηρήσουμε το φάσμα όταν εμφανίζεται ένα ουράνιο τόξο στον ουρανό.

Το ουράνιο τόξο είναι ένα οπτικό φαινόμενο που σχετίζεται με τη διάθλαση των ακτίνων φωτός σε πολλές σταγόνες βροχής.

Ο πρώτος άνθρωπος που ανακάλυψε το φάσμα ήταν ο Ισαάκ Νεύτων. Πραγματοποίησε το συνηθισμένο πείραμα με ένα γυάλινο πρίσμα και παρατήρησε την αποσύνθεση του φωτός σε ένα φάσμα.

Εκπέμποντας μια δέσμη φωτός της ημέρας σε ένα πρίσμα, είδε διαφορετικά χρώματα του ουράνιου τόξου να εμφανίζονται στην οθόνη. Μετά από αυτά που είδε ξεχώρισε από αυτά επτά βασικά χρώματα. Αυτά ήταν χρώματα όπως: κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, μπλε, λουλακί και βιολετί (κάθε κυνηγός θέλει να μάθει πού κάθεται ο φασιανός). Ο Newton επέλεξε μόνο επτά χρώματα για τον λόγο ότι ήταν τα πιο φωτεινά, είπε επίσης ότι υπάρχουν μόνο επτά νότες στη μουσική, αλλά ένας συνδυασμός τους, διάφορες παραλλαγές σας επιτρέπουν να πάρετε εντελώς διαφορετικές μελωδίες.

1 . Ιστορικές πληροφορίες

1.1 Θεωρία της προέλευσης των χρωμάτων

Ο μεγάλος Άγγλος επιστήμονας Ισαάκ Νεύτων πραγματοποίησε μια ολόκληρη σειρά οπτικών πειραμάτων με πρίσματα, περιγράφοντάς τα λεπτομερώς στα «Οπτικά», «Η Νέα Θεωρία του Φωτός και των Χρωμάτων», καθώς και στο «Διαλέξεις για την Οπτική». Ο Νεύτωνας απέδειξε πειστικά την αναλήθεια των ιδεών για την ανάδυση χρωμάτων από ένα μείγμα σκότους και λευκού φωτός. Με βάση τα πειράματά του, μπόρεσε να δηλώσει: «Κανένα χρώμα δεν προκύπτει από τη λευκότητα και το μαύρο που αναμιγνύονται μαζί, εκτός από τα ενδιάμεσα σκούρα. η ποσότητα του φωτός δεν αλλάζει την εμφάνιση του χρώματος». Ο Newton έδειξε ότι το λευκό φως δεν είναι θεμελιώδες, πρέπει να θεωρείται ως σύνθετο (σύμφωνα με τον Newton, "μη ομοιόμορφο", στη σύγχρονη ορολογία, "μη μονοχρωματικό"). τα κυριότερα είναι διαφορετικά χρώματα («ομογενείς» ακτίνες ή, με άλλα λόγια, «μονόχρωμες» ακτίνες). Η εμφάνιση χρωμάτων σε πειράματα με πρίσματα είναι το αποτέλεσμα της αποσύνθεσης του σύνθετου (λευκού) φωτός στα κύρια συστατικά του (σε διαφορετικά χρώματα). Αυτή η αποσύνθεση συμβαίνει για το λόγο ότι κάθε χρώμα έχει το δικό του βαθμό διάθλασης. Αυτά είναι τα κύρια συμπεράσματα του Newton. είναι σε απόλυτη συμφωνία με τις σύγχρονες επιστημονικές ιδέες. Οι οπτικές έρευνες που πραγματοποιήθηκαν από τον Newton παρουσιάζουν μεγάλο ενδιαφέρον όχι μόνο από την άποψη των αποτελεσμάτων που προέκυψαν, αλλά και από τη μεθοδολογική άποψη. Η τεχνική της έρευνας με πρίσματα που ανέπτυξε ο Νεύτωνας (ιδίως η μέθοδος των σταυρωτών πρισμάτων) επιβίωσε στους αιώνες και εισήλθε στο οπλοστάσιο της σύγχρονης φυσικής. Ξεκινώντας την οπτική έρευνα, ο Νεύτων έθεσε στον εαυτό του καθήκον «να μην εξηγήσει τις ιδιότητες του φωτός με υποθέσεις, αλλά να τις εξηγήσει και να τις αποδείξει με συλλογισμούς και πειράματα». Ελέγχοντας αυτή ή εκείνη την κατάσταση, ο επιστήμονας συνήθως κατέληγε και έστησε πολλά διαφορετικά πειράματα. Τόνισε ότι είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν διαφορετικές μέθοδοι «για να ελέγξουμε το ίδιο πράγμα, γιατί αυτός που το βιώνει δεν παρεμβαίνει στην αφθονία».

2. Τύποι ακτινοβολίας

2.1 Ακτινοβολία του ατόμου

Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα εκπέμπονται κατά την επιταχυνόμενη κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων. Αυτά τα φορτισμένα σωματίδια είναι μέρος των ατόμων. Αλλά, χωρίς να γνωρίζουμε πώς είναι διατεταγμένο το άτομο, δεν μπορούμε να πούμε τίποτα αξιόπιστο για τον μηχανισμό της ακτινοβολίας. Είναι ξεκάθαρο μόνο ότι δεν υπάρχει φως μέσα σε ένα άτομο, όπως δεν υπάρχει ήχος σε μια χορδή πιάνου. Όπως μια χορδή που αρχίζει να ηχεί μόνο μετά από ένα χτύπημα σφυριού, τα άτομα γεννούν φως μόνο αφού διεγερθούν.

Για να ακτινοβολήσει ένα άτομο χρειάζεται να μεταφέρει ενέργεια. Ακτινοβολώντας, το άτομο χάνει τη λαμβανόμενη ενέργεια και για τη συνεχή λάμψη της ουσίας είναι απαραίτητη μια εισροή ενέργειας στα άτομά της.

2. 2 Θερμική ακτινοβολία

Ο απλούστερος και πιο κοινός τύπος ακτινοβολίας είναι η θερμική ακτινοβολία, στην οποία οι απώλειες ενέργειας των ατόμων για την εκπομπή φωτός αντισταθμίζονται από την ενέργεια της θερμικής κίνησης των ατόμων ή (μορίων) του σώματος που ακτινοβολεί. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του σώματος, τόσο πιο γρήγορα κινούνται τα άτομα. Όταν τα γρήγορα άτομα (μόρια) συγκρούονται μεταξύ τους, μέρος της κινητικής τους ενέργειας μετατρέπεται σε ενέργεια διέγερσης ατόμων, τα οποία στη συνέχεια εκπέμπουν φως.

Η πηγή θερμότητας της ακτινοβολίας είναι ο Ήλιος, καθώς και ένας συνηθισμένος λαμπτήρας πυρακτώσεως. Η λάμπα είναι μια πολύ βολική, αλλά αντιοικονομική πηγή. Μόνο το 12% περίπου της ενέργειας που απελευθερώνεται στον λαμπτήρα από το ηλεκτρικό ρεύμα μετατρέπεται σε φωτεινή ενέργεια. Η πηγή θερμότητας του φωτός είναι η φλόγα. Οι κόκκοι αιθάλης θερμαίνονται από την ενέργεια που απελευθερώνεται κατά την καύση του καυσίμου και εκπέμπουν φως.

2.3 ηλεκτροφωταύγεια

Η ενέργεια που χρειάζονται τα άτομα για να εκπέμπουν φως μπορεί επίσης να δανειστεί από μη θερμικές πηγές. Κατά την εκφόρτιση σε αέρια, το ηλεκτρικό πεδίο προσδίδει μεγάλη κινητική ενέργεια στα ηλεκτρόνια. Τα γρήγορα ηλεκτρόνια αντιμετωπίζουν συγκρούσεις με άτομα. Μέρος της κινητικής ενέργειας των ηλεκτρονίων πηγαίνει στη διέγερση των ατόμων. Τα διεγερμένα άτομα εκπέμπουν ενέργεια με τη μορφή κυμάτων φωτός. Λόγω αυτού, η εκκένωση στο αέριο συνοδεύεται από μια λάμψη. Αυτή είναι η ηλεκτροφωταύγεια.

2.4 καθοδοφωταύγεια

Η λάμψη των στερεών που προκαλείται από τον βομβαρδισμό τους με ηλεκτρόνια ονομάζεται καθοδοφωταύγεια. Η καθοδοφωταύγεια κάνει τις οθόνες των καθοδικών λυχνιών στις τηλεοράσεις να λάμπουν.

2.5 Χημειοφωταύγεια

Σε ορισμένες χημικές αντιδράσεις που απελευθερώνουν ενέργεια, μέρος αυτής της ενέργειας δαπανάται άμεσα για την εκπομπή φωτός. Η πηγή φωτός παραμένει κρύα (έχει θερμοκρασία περιβάλλοντος). Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται χημειοφωταύγεια.

2.6 Φωτοφωταύγεια

Το φως που πέφτει σε μια ουσία εν μέρει ανακλάται και εν μέρει απορροφάται. Η ενέργεια του απορροφούμενου φωτός στις περισσότερες περιπτώσεις προκαλεί μόνο θέρμανση των σωμάτων. Ωστόσο, ορισμένα σώματα αρχίζουν να λάμπουν απευθείας κάτω από τη δράση της ακτινοβολίας που προσπίπτει σε αυτό. Αυτή είναι η φωτοφωταύγεια. Το φως διεγείρει τα άτομα της ύλης (αυξάνει την εσωτερική τους ενέργεια), μετά από την οποία επισημαίνονται από μόνα τους. Για παράδειγμα, τα φωτεινά χρώματα, που καλύπτουν πολλά χριστουγεννιάτικα στολίδια, εκπέμπουν φως αφού ακτινοβοληθούν.

Το φαινόμενο της φωτοφωταύγειας χρησιμοποιείται ευρέως σε λαμπτήρες φθορισμού. Ο Σοβιετικός φυσικός S. I. Vavilov πρότεινε την κάλυψη της εσωτερικής επιφάνειας του σωλήνα εκκένωσης με ουσίες ικανές να λάμπουν έντονα υπό τη δράση της ακτινοβολίας βραχέων κυμάτων από μια εκκένωση αερίου. Οι λαμπτήρες φθορισμού είναι περίπου τρεις έως τέσσερις φορές πιο οικονομικοί από τους συμβατικούς λαμπτήρες πυρακτώσεως.

3. Τύποι φασμάτων

3.1 Φάσμα

Το Spectrum (λατ. φάσμα από λατ. spectare - να κοιτάω) είναι μια έγχρωμη εικόνα που αποτελείται από επτά χρώματα διατεταγμένα με αυστηρή σειρά το ένα μετά το άλλο.

Από τη φύση της κατανομής των τιμών μιας φυσικής ποσότητας, τα φάσματα μπορούν να είναι ριγέ, διακριτά (γραμμικά), συνεχή (στερεά) και επίσης να αντιπροσωπεύουν έναν συνδυασμό (υπέρθεση) διακριτών και συνεχών φασμάτων.

3.2 συνεχές φάσμα

Τα συνεχή φάσματα αποτελούνται από ένα ευρύ φάσμα μηκών κύματος. Αυτά τα φάσματα παρατηρούνται σε θερμά στερεά και υγρά σώματα, καθώς και σε αέρια πολύ υψηλής πυκνότητας. .

Το ηλιακό φάσμα ή το φάσμα φωτός τόξου είναι συνεχές (συνεχές). Αυτό σημαίνει ότι όλα τα μήκη κύματος αντιπροσωπεύονται στο φάσμα. Δεν υπάρχουν ασυνέχειες στο φάσμα και μια συνεχής πολύχρωμη ζώνη μπορεί να φανεί στην οθόνη του φασματογράφου.

Τα συνεχή (ή συνεχή) φάσματα, όπως δείχνει η εμπειρία, δίνουν σώματα σε στερεή ή υγρή κατάσταση, καθώς και πυκνά αέρια . Για να αποκτήσετε ένα συνεχές φάσμα, πρέπει να θερμάνετε το σώμα σε υψηλή θερμοκρασία. Η φύση του συνεχούς φάσματος και το ίδιο το γεγονός της ύπαρξής του καθορίζονται όχι μόνο από τις ιδιότητες των μεμονωμένων ατόμων που ακτινοβολούν, αλλά εξαρτώνται επίσης σε μεγάλο βαθμό από την αλληλεπίδραση των ατόμων μεταξύ τους. Ένα συνεχές φάσμα παράγεται επίσης από πλάσμα υψηλής θερμοκρασίας.

3.3 φάσματος γραμμής

Τα φάσματα γραμμής αποτελούνται από μεμονωμένες φασματικές γραμμές που αντιστοιχούν σε μεμονωμένα μήκη κύματος. Τα φάσματα γραμμής παρατηρούνται σε θερμά αέρια χαμηλής πυκνότητας.

Ας εισάγουμε στη χλωμή φλόγα ενός καυστήρα αερίου ένα κομμάτι αμιάντου εμποτισμένο με διάλυμα κοινού επιτραπέζιου αλατιού. Κατά την παρατήρηση μιας φλόγας μέσω ενός φασματοσκοπίου, μια φωτεινή κίτρινη γραμμή αναβοσβήνει στο φόντο ενός μετά βίας διακριτού συνεχούς φάσματος της φλόγας. Αυτή η κίτρινη γραμμή δίνεται από τον ατμό νατρίου, ο οποίος σχηματίζεται κατά τη διάσπαση των μορίων επιτραπέζιο αλάτιστις φλόγες.

Στο φασματοσκόπιο, μπορεί κανείς επίσης να δει μια περίφραξη από χρωματιστές γραμμές ποικίλης φωτεινότητας, που χωρίζονται από μεγάλες σκούρες ζώνες. Τέτοια φάσματα ονομάζονται φάσματα γραμμής. Η παρουσία ενός φάσματος γραμμής σημαίνει ότι η ουσία εκπέμπει φως μόνο ορισμένων μηκών κύματος (ακριβέστερα, σε ορισμένα πολύ στενά φασματικά διαστήματα). Κάθε μία από τις γραμμές έχει ένα πεπερασμένο πλάτος.

3.4 ριγέ φάσμα

Το ριγέ φάσμα αποτελείται από μεμονωμένες ζώνες που χωρίζονται από σκοτεινά κενά. Με τη βοήθεια μιας πολύ καλής φασματικής συσκευής, μπορεί να διαπιστωθεί ότι κάθε ζώνη είναι μια συλλογή από μεγάλο αριθμό γραμμών σε πολύ κοντινή απόσταση. Σε αντίθεση με τα φάσματα γραμμής, τα ριγέ φάσματα παράγονται όχι από άτομα, αλλά από μόρια που δεν είναι συνδεδεμένα ή ασθενώς συνδεδεμένα μεταξύ τους.

Για την παρατήρηση μοριακών φασμάτων, καθώς και για την παρατήρηση φασμάτων γραμμής, χρησιμοποιείται συνήθως η λάμψη των ατμών σε μια φλόγα ή η λάμψη μιας εκκένωσης αερίου.

4. Φασματική ανάλυση και εφαρμογή της

Τα φάσματα γραμμών παίζουν ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο επειδή η δομή τους σχετίζεται άμεσα με τη δομή του ατόμου. Εξάλλου, αυτά τα φάσματα δημιουργούνται από άτομα που δεν υφίστανται εξωτερικές επιρροές. Επομένως, γνωρίζοντας τα φάσματα γραμμής, κάνουμε το πρώτο βήμα προς τη μελέτη της δομής των ατόμων. Παρατηρώντας αυτά τα φάσματα, οι επιστήμονες μπόρεσαν να «κοιτάξουν» μέσα στο άτομο. Εδώ, η οπτική έρχεται σε στενή επαφή με την ατομική φυσική.

Η κύρια ιδιότητα των φασμάτων γραμμής είναι ότι τα μήκη κύματος (ή οι συχνότητες) του φάσματος γραμμής μιας ουσίας εξαρτώνται μόνο από τις ιδιότητες των ατόμων αυτής της ουσίας, αλλά είναι εντελώς ανεξάρτητες από τη μέθοδο διέγερσης της φωταύγειας των ατόμων. Τα άτομα οποιουδήποτε χημικού στοιχείου εκπέμπουν ένα φάσμα σε αντίθεση με τα φάσματα όλων των άλλων στοιχείων: είναι ικανά να εκπέμπουν ένα αυστηρά καθορισμένο σύνολο μηκών κύματος.

Η φασματική ανάλυση βασίζεται σε αυτό - μια μέθοδος για τον προσδιορισμό της χημικής σύστασης μιας ουσίας από το φάσμα της. Όπως τα ανθρώπινα δακτυλικά αποτυπώματα, τα φάσματα γραμμών έχουν μια μοναδική προσωπικότητα. Η μοναδικότητα των σχεδίων στο δέρμα του δακτύλου συχνά βοηθά στην εύρεση του εγκληματία. Με τον ίδιο τρόπο, λόγω της ατομικότητας των φασμάτων, είναι δυνατός ο προσδιορισμός χημική σύνθεσησώμα.

Στην αστροφυσική, η φασματική ανάλυση εννοείται όχι μόνο για τον προσδιορισμό της χημικής σύστασης των άστρων, των νεφών αερίων κ.λπ., αλλά και για την εύρεση πολλών άλλων φυσικά χαρακτηριστικάαυτά τα αντικείμενα: θερμοκρασία, πίεση, ταχύτητα, μαγνητική επαγωγή.

Εκτός από την αστροφυσική, η φασματική ανάλυση χρησιμοποιείται ευρέως στην εγκληματολογία, για τη διερεύνηση στοιχείων που βρέθηκαν σε έναν τόπο εγκλήματος. Επίσης, η φασματική ανάλυση στην εγκληματολογία βοηθά στον προσδιορισμό του όπλου της δολοφονίας και, γενικά, στην αποκάλυψη ορισμένων στοιχείων του εγκλήματος.

Η φασματική ανάλυση χρησιμοποιείται ακόμη ευρύτερα στην ιατρική. Εδώ η εφαρμογή του είναι πολύ ευρεία. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διάγνωση, καθώς και για τον προσδιορισμό ξένων ουσιών στο ανθρώπινο σώμα.

Η φασματική ανάλυση προοδεύει όχι μόνο την επιστήμη, αλλά και την κοινωνική σφαίρα της ανθρώπινης δραστηριότητας.

συμπέρασμα

Και έτσι το Spectrum είναι μια έγχρωμη ζώνη που λαμβάνεται όταν μια δέσμη φωτός διέρχεται από ένα γυάλινο πρίσμα ή κάποιο άλλο μέσο που διαθλά το φως.

Από τα είδη της ακτινοβολίας μάθαμε ότι η θερμική ακτινοβολία είναι ο πιο συνηθισμένος και απλούστερος τύπος ακτινοβολίας. Πηγές θερμότητας είναι: Ο ήλιος, ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως ή μια φλόγα φωτιάς.

Η ηλεκτροφωταύγεια είναι ένα φαινόμενο που παρατηρείται κατά την εκκένωση αερίων, κατά την οποία τα διεγερμένα άτομα εκπέμπουν ενέργεια με τη μορφή κυμάτων φωτός. Λόγω αυτού, η εκκένωση στο αέριο συνοδεύεται από μια λάμψη. Για παράδειγμα, βόρεια σέλας, επιγραφές σε καταστήματα.

Καταφωταύγεια - Αυτή είναι η λάμψη των στερεών που προκαλείται από τον βομβαρδισμό τους με ηλεκτρόνια. Χάρη στην καταφωταύγεια, οι οθόνες των καθοδικών λυχνιών των τηλεοράσεων λάμπουν.

Χημειοφωταύγεια. Σε ορισμένες χημικές αντιδράσεις που απελευθερώνουν ενέργεια, μέρος αυτής της ενέργειας δαπανάται άμεσα για την εκπομπή φωτός και η πηγή φωτός παραμένει κρύα. Για παράδειγμα, ένα κομμάτι ξύλο που τρυπιέται από ένα φωτεινό μυκήλιο, ένα ψάρι που ζει σε μεγάλα βάθη.

Φωτοφωταύγεια. Κάτω από τη δράση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας διεγείρονται τα άτομα της ουσίας και μετά τονίζονται τα σώματα. Για παράδειγμα, μια λάμπα φθορισμού, οι χριστουγεννιάτικες διακοσμήσεις καλύπτονται με φωτεινά χρώματα.

Από τη φύση της κατανομής των αξιών φυσική ποσότηταΤα φάσματα μπορούν να είναι ριγέ, διακριτά (γραμμικά), συνεχή (συνεχή) και επίσης να αντιπροσωπεύουν έναν συνδυασμό (υπέρθεση) διακριτών και συνεχών φασμάτων.

Μάθαμε επίσης ότι η φασματική ανάλυση βασίζεται στη μέθοδο προσδιορισμού της χημικής σύστασης μιας ουσίας από το φάσμα της.

Χρησιμοποιώντας τη φασματική ανάλυση, μπορείτε να ανιχνεύσετε αυτό το στοιχείο στη σύνθεση μιας πολύπλοκης ουσίας. Λόγω της ευελιξίας της, η φασματική ανάλυση είναι η κύρια μέθοδος για την παρακολούθηση της σύνθεσης μιας ουσίας στη μεταλλουργία, τη μηχανολογία και την πυρηνική βιομηχανία.

Βιβλιογραφία

Εκπαίδευση, Εγχειρίδιο μαθητή 5-11 τάξεις

Ελεύθερος ηλεκτρονική εγκυκλοπαίδεια "ΒΙΚΙΠΑΙΔΕΙΑ"

Η φυσικη. Βαθμός 11 G. Ya. Myakishev, B. B. Bukhovtsev

Εφαρμογές

Ρύζι.2.2 Θερμική ακτινοβολία

λαμπτήρα πυρακτώσεως

Ρύζι.2.3 Ηλεκτροφωταύγεια

Βόρειο σέλας

Ρύζι.2.4 Καθοδοφωταύγεια

Σωλήνας δέσμης τηλεόρασης

Ρύζι.2.5 Χημειοφωταύγεια

Ένα κομμάτι ξύλο που τρυπιέται από ένα φωτεινό μυκήλιο

Ψάρια που κατοικούν σε βάθος

Ρύζι.2.6 Φωτοφωταύγεια

Λαμπτήρας ημέρας

Τύποι φασμάτων

Ρύζι.3.2 Συνεχές φάσμα

Ρύζι. 3.4 Ριγέ φάσμα

Ρύζι. 3.5 Φάσμα γραμμής

4 Φασματική ανάλυση και εφαρμογή της.

Εργαστηριακή μονάδα ηλεκτρόλυσης

για την ανάλυση μετάλλων «ΕΛΑΜ».

Η εγκατάσταση προορίζεται για

ηλεκτρολυτική ανάλυση βάρους χαλκού,

μόλυβδος, κοβάλτιο και άλλα μέταλλα σε κράματα

και καθαρά μέταλλα.

Σταθερό - σπινθήρα

φασματόμετρα οπτικών εκπομπών

"METALSCAN-2500".

Σχεδιασμένο για ακριβή ανάλυση

μέταλλα και κράματα, συμπεριλαμβανομένων των μη σιδηρούχων,

σιδηρούχα κράματα και χυτοσίδηρος.

1. Θέμα του μαθήματος Το περιεχόμενο του μελετημένου υλικού

   Μάθημα

   Εργάζομαι πάνω σε θέμαΠυκνωτής "Ηλεκτρομαγνητικά κύματα", είδηπυκνωτές. ... τεχνολογία» 15/ Είδη οπτικών φάσματα. Φασματικός ανάλυση. Εργαστηριακές εργασίες«Παρατήρηση συμπαγούς ...γραμμικού στοιχείου σε φάσματα ακτινοβολίακαι οι εξαγορές ταιριάζουν με τον εαυτό...

2. Θέμα 1 Φυσική και αστρονομία επιστήμη της φύσης

   Μάθημα

   Μάθημα 6/48. Γενικεύοντας την επανάληψη Θέματα. Θέμα 6. Η φύση των σωμάτων του ηλιακού συστήματος. ... Μάθημα 10/35. συμπαγής γραμμική φάσμα. Φασματικός ανάλυση. Μάθημα 11/36. Εργαστήριο ... Μάθημα 45/45. Διάφορος είδηηλεκτρομαγνητικός ακτινοβολία, τις ιδιότητες και την πρακτική τους...

3. Το πρόγραμμα εργασίας της πειθαρχίας sd. ΣΤ. 10 Μέθοδοι φασματικής έρευνας στη βιοχημεία Διευρυμένη ομάδα

   Πρόγραμμα εργασίας

   ... φάσμα Φασματικός ανάλυσημέσα ενός συστατικού στην υπεριώδη περιοχή Μέθοδος υπολογισμού της συγκέντρωσης των συστατικών του διαλύματος σύμφωνα με φάσμα Φασματικός ανάλυση ... ακτινοβολία. Μοριακός συντελεστής απορρόφησης. Οπτική πυκνότητα. 15. Διάφορα είδη ...

Τα φάσματα που λαμβάνονται από αυτόφωτα σώματα ονομάζονται φάσματα εκπομπής. Οι άμεσες παρατηρήσεις και οι φωτογραφίες των φασμάτων δείχνουν ότι τα φάσματα εκπομπής είναι τριών τύπων: συνεχή, ευθύγραμμο και ριγέ.

Τα συνεχή φάσματα (βλέπε έγχρωμο μύγα, δ) λαμβάνονται από φωτεινά στερεά και υγρά σώματα ως αποτέλεσμα της θέρμανσης τους.

Τα φάσματα γραμμών (βλέπε έγχρωμο μύγα, ε) αποτελούνται από στενές γραμμές διαφόρων χρωμάτων που χωρίζονται από σκούρα κενά. Τέτοια φάσματα λαμβάνονται συχνά από φωτεινά αέρια ή ατμούς.

Η λάμψη του αερίου μπορεί να προκληθεί περνώντας μέσα από αυτό ηλεκτρική ενέργεια. Τοποθετώντας ένα γυάλινο σωλήνα με το υπό διερεύνηση αέριο μπροστά από τη σχισμή του φασματοσκοπίου και περνώντας ηλεκτρικό ρεύμα μέσα από το αέριο, εξετάζεται το φάσμα εκπομπής του αερίου.

Τα φάσματα γραμμής ατμών και αερίων μπορούν επίσης να ληφθούν με θέρμανση, για παράδειγμα, σε φλόγα καυστήρα. Με τον ίδιο τρόπο είναι δυνατό να ληφθούν φάσματα γραμμής ουσιών που υπό κανονικές συνθήκες βρίσκονται σε στερεή ή υγρή κατάσταση. Για να γίνει αυτό, κόκκοι στερεών ή αμιάντου βρεγμένοι με υγρό εισάγονται στη φλόγα ενός καυστήρα αερίου. Οι ουσίες που εξατμίζονται στη φλόγα του καυστήρα δίνουν ένα φάσμα γραμμής. Μερικές φορές αυτές οι ουσίες παρεμβαίνουν

ένα ηλεκτρικό τόξο και, κλείνοντας τα θερμά ηλεκτρόδια άνθρακα με ένα διάφραγμα, παρατηρήστε φωτεινές γραμμές στο φασματοσκόπιο στο φόντο ενός ασθενέστερου συνεχούς φάσματος του ίδιου του τόξου. Σημειώστε ότι οι φωτεινές φασματικές γραμμές ονομάζονται συχνά γραμμές εκπομπής.

Η μελέτη των γραμμικών φασμάτων διαφόρων ουσιών έδειξε ότι κάθε χημικό στοιχείο δίνει το δικό του φάσμα γραμμής, το οποίο δεν συμπίπτει με τα φάσματα άλλων στοιχείων. Τα φάσματα γραμμής των χημικών στοιχείων διαφέρουν ως προς το χρώμα, τη θέση και τον αριθμό των μεμονωμένων φωτεινών γραμμών. Οι χαρακτηριστικές γραμμές κάθε χημικού στοιχείου λαμβάνονται όχι μόνο στο ορατό, αλλά και στα υπέρυθρα και υπεριώδη μέρη του φάσματος. Η μελέτη των φασμάτων γραμμής πραγματοποιήθηκε για πρώτη φορά το 1854-1859. Οι Γερμανοί επιστήμονες G. Kirchhoff και R. Bunsen.

Τα φάσματα γραμμής δημιουργούνται από την ακτινοβολία μεμονωμένων ατόμων χημικών στοιχείων που δεν συνδέονται με μόρια. Αυτή η ακτινοβολία σχετίζεται με τις διεργασίες που συμβαίνουν μέσα στα άτομα. Η μελέτη των φασμάτων γραμμής κατέστησε δυνατή την καθιέρωση της δομής των ηλεκτρονίων των ατόμων διαφόρων χημικών στοιχείων.

Τα ριγέ φάσματα αποτελούνται από έναν αριθμό φωτεινών ζωνών που χωρίζονται από σκοτεινά κενά (βλ. Εικ. 34.12, που δείχνει το φάσμα των ατμών ιωδίου, και χρωματιστό μυγόφυλλο, g). Τα ριγέ φάσματα δημιουργούνται από την εκπομπή μορίων. Όταν παρατηρούνται μέσω ενός φασματοσκοπίου υψηλής ανάλυσης, οι ζώνες χωρίζονται σε μια σειρά από γραμμές.

Ιαρατζούλη Γιώργος

Φάσματα εκπομπής και απορρόφησης.

Κατεβάστε:

Προεπισκόπηση:

Για να χρησιμοποιήσετε την προεπισκόπηση των παρουσιάσεων, δημιουργήστε έναν λογαριασμό Google (λογαριασμό) και συνδεθείτε: https://accounts.google.com

Λεζάντες διαφανειών:

Φάσματα. Τύποι φασμάτων. Φασματική ανάλυση. Παρουσίαση για τη φυσική από μαθητή της 11ης τάξης του Γυμνασίου GBOU Νο. 1465 του Ναυάρχου Ν.Γ. Kuznetsova Iarajuli Georgiy Δάσκαλος Φυσικής Kruglova Larisa Yurievna

Η έννοια του φάσματος και οι βασικές πληροφορίες Φάσμα - η κατανομή των τιμών μιας φυσικής ποσότητας (συνήθως ενέργεια, συχνότητα ή μάζα). Μια γραφική αναπαράσταση μιας τέτοιας κατανομής ονομάζεται φασματικό διάγραμμα. Συνήθως, το φάσμα σημαίνει το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα - το φάσμα συχνοτήτων της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.

Ιστορικό της έρευνας Στην επιστημονική χρήση, ο όρος «φάσμα» εισήχθη από τον Νεύτωνα το 1671-1672 για να δηλώσει μια πολύχρωμη ζώνη παρόμοια με ένα ουράνιο τόξο, η οποία προκύπτει όταν περνάμε ηλιαχτίδαμέσα από ένα τριγωνικό γυάλινο πρίσμα.

Ιστορικά, πριν από όλα τα άλλα φάσματα, ξεκίνησε η μελέτη των οπτικών φασμάτων. Ο πρώτος ήταν ο Ισαάκ Νεύτων, ο οποίος εισήγαγε τον όρο «φάσμα» στην επιστημονική χρήση για να δηλώσει την πολύχρωμη ζώνη παρόμοια με ένα ουράνιο τόξο που έλαβε σε πειράματα στο ηλιακό φως. Στο έργο του "Optics", που δημοσιεύθηκε το 1704, δημοσίευσε τα αποτελέσματα των πειραμάτων του για την αποσύνθεση του λευκού φωτός σε ξεχωριστά συστατικά διαφορετικού χρώματος και διάθλασης χρησιμοποιώντας ένα τριγωνικό γυάλινο πρίσμα, δηλαδή έλαβε τα φάσματα της ηλιακής ακτινοβολίας και εξήγησε τα φύση, δείχνοντας ότι το χρώμα είναι η δική του ιδιότητα του φωτός.

Στην πραγματικότητα, ο Νεύτων έθεσε τα θεμέλια της οπτικής φασματοσκοπίας: στο "Optics" περιέγραψε και τις τρεις μεθόδους αποσύνθεσης φωτός που χρησιμοποιούνται σήμερα: διάθλαση, παρεμβολή και περίθλαση, και το πρίσμα του με ένα ρυθμιστή, μια σχισμή και έναν φακό ήταν το πρώτο φασματοσκόπιο. Θραύσμα από το χειρόγραφο "Optics" του Νεύτωνα που περιγράφει ένα από τα πειράματα με ένα πρίσμα.

Τύποι φασμάτων Φάσματα εκπομπής Φάσματα απορρόφησης Φάσματα σκέδασης

Φάσματα εκπομπής Συνεχής Γραμμή Ριγέ

Συνεχές φάσμα Δίνουν σώματα σε στερεή, υγρή κατάσταση, καθώς και πυκνά αέρια. Για να το αποκτήσετε, πρέπει να θερμάνετε το σώμα σε υψηλή θερμοκρασία. Η φύση του φάσματος εξαρτάται όχι μόνο από τις ιδιότητες των μεμονωμένων ατόμων που εκπέμπουν, αλλά και από την αλληλεπίδραση των ατόμων μεταξύ τους. Το φάσμα περιέχει όλα τα μήκη κύματος και δεν υπάρχουν διακοπές. Ένα συνεχές φάσμα χρωμάτων μπορεί να παρατηρηθεί σε ένα πλέγμα περίθλασης. Μια καλή επίδειξη του φάσματος είναι το φυσικό φαινόμενο του ουράνιου τόξου. Είναι τα ίδια για διαφορετικές ουσίες, επομένως δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό της σύνθεσης μιας ουσίας

Φάσμα γραμμής Αποτελείται από ξεχωριστές γραμμές διαφορετικού ή ίδιου χρώματος, με διαφορετικές τοποθεσίες Σας επιτρέπει να κρίνετε τη χημική σύνθεση της πηγής φωτός με φασματικές γραμμές Δώστε όλες τις ουσίες σε αέρια ατομική (αλλά όχι μοριακή) κατάσταση (τα άτομα ουσιαστικά δεν αλληλεπιδρούν με Το ένα το άλλο) Μεμονωμένα άτομα ενός δεδομένου χημικού στοιχείου εκπέμπουν κύματα αυστηρά καθορισμένου μήκους κύματος.Για παρατήρηση χρησιμοποιούν τη λάμψη των ατμών μιας ουσίας σε φλόγα ή τη λάμψη μιας εκκένωσης αερίου σε ένα σωλήνα γεμάτο με το υπό μελέτη αέριο. Όταν η πυκνότητα ενός ατομικού αερίου αυξάνεται, μεμονωμένες φασματικές γραμμές διαστέλλονται

Παραδείγματα φασμάτων γραμμής

Ριγέ φάσμα Δώστε ουσίες που βρίσκονται σε μοριακή κατάσταση Το φάσμα αποτελείται από μεμονωμένες ζώνες που χωρίζονται από σκοτεινά κενά. Κάθε λωρίδα είναι μια συλλογή από έναν μεγάλο αριθμό γραμμών που απέχουν πολύ στενά.Για την παρατήρηση χρησιμοποιείται η λάμψη των ατμών σε μια φλόγα ή η λάμψη μιας εκκένωσης αερίου.

Παραδείγματα ριγέ φασμάτων Φάσμα τόξου άνθρακα (ζώνες μορίων CN και C 2) Φάσμα εκπομπής ατμών ενός μορίου ιωδίου.

Φάσμα απορρόφησης Είναι το σύνολο των συχνοτήτων που απορροφώνται από μια δεδομένη ουσία. Μια ουσία απορροφά αυτές τις γραμμές του φάσματος που εκπέμπει, ως πηγή φωτός Τα φάσματα απορρόφησης λαμβάνονται με το πέρασμα του φωτός από μια πηγή που δίνει ένα συνεχές φάσμα μέσω μιας ουσίας της οποίας τα άτομα βρίσκονται σε μη διεγερμένη κατάσταση Εάν το λευκό φως περάσει μέσα από ένα ψυχρό, αέριο που δεν εκπέμπει, τότε στο φόντο μιας συνεχούς πηγής φάσματος, θα εμφανιστούν σκούρες γραμμές. Το αέριο απορροφά εντονότερα το φως από εκείνα τα μήκη κύματος που εκπέμπει σε κατάσταση υψηλής θερμοκρασίας. Οι σκοτεινές γραμμές στο φόντο του συνεχούς φάσματος είναι οι γραμμές απορρόφησης που μαζί σχηματίζουν το φάσμα απορρόφησης.

Παραδείγματα φασμάτων απορρόφησης Ο Fraunhofer Josef (1787–1826) ήταν Γερμανός φυσικός. Βελτιώθηκε η κατασκευή φακών, σχάρες περίθλασης. Περιγράφονται λεπτομερώς (1814) οι γραμμές απορρόφησης στο φάσμα του Ήλιου, που ονομάστηκαν από αυτόν. Εφηύρε το ηλιόμετρο-διαθλαστικό. Ο Fraunhofer δικαίως θεωρείται ο πατέρας της αστροφυσικής για το έργο του στην αστρονομία. Γραμμές Fraunhofer

Γραμμές απορρόφησης στο φάσμα των άστρων

Φασματική ανάλυση Η φασματική ανάλυση είναι μια μέθοδος για τον προσδιορισμό της χημικής σύστασης μιας ουσίας από το φάσμα της. Το 1854, οι G. R. Kirchhoff και R. W. Bunsen άρχισαν να μελετούν τα φάσματα μιας φλόγας χρωματισμένης με ατμούς μεταλλικών αλάτων, και ως αποτέλεσμα, έθεσαν τα θεμέλια της φασματικής ανάλυσης, της πρώτης από τις οργανικές φασματικές μεθόδους - μια από τις πιο ισχυρές μεθόδους της πειραματικής επιστήμης.

Η φασματική ανάλυση αναπτύχθηκε τελικά το 1859. Στην πραγματικότητα, η φασματική ανάλυση άνοιξε μια νέα εποχή στην ανάπτυξη της επιστήμης - η μελέτη των φασμάτων ως παρατηρήσιμα σύνολα τιμών της λειτουργίας κατάστασης ενός αντικειμένου ή συστήματος αποδείχθηκε εξαιρετικά γόνιμη και, τελικά, οδήγησε στην εμφάνιση Κβαντομηχανική: Ο Planck ήρθε στην ιδέα ενός κβαντικού στη διαδικασία εργασίας στη θεωρία του σώματος του απόλυτα μαύρου φάσματος.

Με τη βοήθεια της φασματικής ανάλυσης, είναι δυνατό να ανιχνευθεί αυτό το στοιχείο στη σύνθεση μιας σύνθετης ουσίας, ακόμη και αν η μάζα του δεν υπερβαίνει τα 10 -10 kg. Προς το παρόν, τα φάσματα όλων των ατόμων έχουν προσδιοριστεί και έχουν συνταχθεί πίνακες φασμάτων. Με τη βοήθεια της φασματικής ανάλυσης, ανακαλύφθηκαν πολλά νέα στοιχεία: ρουβίδιο, καίσιο κ.λπ. Με τη βοήθεια της φασματικής ανάλυσης μαθεύτηκε η χημική σύνθεση του Ήλιου και των άστρων. Λόγω της σχετικής απλότητας και ευελιξίας της, η φασματική ανάλυση είναι η κύρια μέθοδος για την παρακολούθηση της σύνθεσης μιας ουσίας στη μεταλλουργία, τη μηχανολογία και την πυρηνική βιομηχανία. Με τη βοήθεια της φασματικής ανάλυσης προσδιορίζεται η χημική σύσταση μεταλλευμάτων και ορυκτών. Η σύνθεση πολύπλοκων, κυρίως οργανικών, μειγμάτων αναλύεται από τα μοριακά τους φάσματα. Η φασματική ανάλυση μπορεί να πραγματοποιηθεί όχι μόνο από φάσματα εκπομπής, αλλά και από φάσματα απορρόφησης. Είναι οι γραμμές απορρόφησης στο φάσμα του Ήλιου και των άστρων που καθιστούν δυνατή τη μελέτη της χημικής σύστασης αυτών των ουράνιων σωμάτων.

Φασματική συσκευή Η φασματική συσκευή χρησιμοποιείται για την ακριβή μελέτη φασμάτων. Τις περισσότερες φορές, το κύριο μέρος της φασματικής συσκευής είναι ένα πρίσμα ή ένα πλέγμα περίθλασης. Για να ληφθεί το φάσμα εκπομπής του ορατού εύρους, χρησιμοποιείται μια συσκευή που ονομάζεται φασματοσκόπιο, στην οποία ο ανιχνευτής ακτινοβολίας είναι ανθρώπινο μάτι. Φασματοσκόπιο Φασματογράφος

Φασματοσκόπιο Kirchhoff-Bunsen

Το άρθρο μιλά για τον ορισμό και τους τύπους των φασμάτων, τονίζει τις περιοχές εφαρμογής της φασματοσκοπίας και επίσης περιγράφει τη μελέτη ενός άγνωστου στερεού και τους τύπους φασμάτων που χρησιμοποιούνται για αυτό.

Τι είναι ένα φάσμα;

Γενικά, σε αυτή τη μορφή, αυτή η ερώτηση ενθαρρύνει τον αναγνώστη να ανακαλέσει τα μαθήματα της φυσικής και τις ατελείωτες φόρμουλες. Ωστόσο, αυτή η ιδέα καλύπτει μια πολύ μεγαλύτερη ποικιλία και υπερβαίνει σχολικό πρόγραμμα σπουδών. Έτσι, το φάσμα είναι η κατανομή των τιμών μιας συγκεκριμένης ποσότητας (μερικές φορές μια έννοια). Με το μέγεθος, βέβαια, συχνά εννοούν συγκεκριμένη μάζα, ενέργεια, μήκος κύματος. Υπάρχουν όμως και άλλες διανομές. Για παράδειγμα, μια γυναίκα ξέρει πώς να μαγειρεύει δύο πιάτα - αυτό είναι το γαστρονομικό της φάσμα. Ή μπορεί ένας άντρας να πίνει καφέ, κομπόστα, τσάι, αλλά δεν δέχεται αλκοόλ, πράγμα που σημαίνει ότι η γκάμα των ποτών του είναι περιορισμένη. Δηλαδή, υπάρχουν είδη φασμάτων που είναι εντελώς άσχετα με την επιστήμη. Η φυσική στα παραπάνω παραδείγματα δεν παίζει κανένα ρόλο.

Ηλεκτρομαγνητική κλίμακα

Ωστόσο, πιο συχνά οι άνθρωποι ακούν αυτή την έννοια όταν μιλούν για την επιστήμη (ιδίως για την ηλεκτρομαγνητική κλίμακα). Από πού προέρχονται τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα; Ο ίδιος ο μηχανισμός εμφάνισής τους είναι ακόμα ένα μυστήριο. Γενικά, η περιοχή όχι των σωματιδίων, αλλά των πεδίων είναι πολύ μυστηριώδης. Ωστόσο, είναι γνωστό ότι τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία (και επομένως τα κύματα) προκύπτουν παρουσία φορτίου που κινείται στο διάστημα. Και ανάλογα με το τι είναι και πώς κινείται, στην ηλεκτρομαγνητική κλίμακα, διαφορετικά είδηακτινοβολία. Το φάσμα σε αυτή την περίπτωση λαμβάνεται υπόψη ανάλογα με το μήκος κύματος. Θυμηθείτε ότι αυτός ο όρος αναφέρεται στην ελάχιστη απόσταση μεταξύ πανομοιότυπων φάσεων γειτονικών διαταραχών (με απλούστερους όρους, μεταξύ διαδοχικών μέγιστων ή ελάχιστων). Τα ραδιοκύματα έχουν τα μεγαλύτερα μήκη κύματος και οι ακτίνες γάμμα τα μικρότερα. Αυτό που βλέπει το ανθρώπινο μάτι είναι μόνο ένα μικρό κλάσμα ολόκληρου του εύρους και βρίσκεται πιο κοντά στην κορυφή της ζυγαριάς. Επομένως, οι τύποι των φασμάτων διαφέρουν κυρίως ως προς το μήκος κύματος ή τη συχνότητα.

Φασματοσκοπία

Το γνωστικό μέρος αυτού του άρθρου περιέγραψε μερικές βασικές έννοιες. Ωστόσο, το πιο σημαντικό σε κάθε μελέτη είναι η συνάφειά της.

Με άλλα λόγια, το εύρος. Σε αυτό το μέρος, όλα τα είδη φασμάτων πρωταγωνιστούν. Χρησιμοποιούνται παντού: από την εγκληματολογία μέχρι τη δημιουργία νέων ουσιών, από τη βιολογία μέχρι τον διαστρικό χώρο. Η επιστήμη που εστιάζει σε αυτή τη φυσική έννοια, όπως πρέπει να έχει ήδη καταλάβει ο αναγνώστης, ονομάζεται φασματοσκοπία. Στο αυτή τη στιγμήτύποι φασμάτων (φασματική ανάλυση - αντίστοιχα) διακρίνονται σύμφωνα με διάφορα κριτήρια.

Τύποι φασμάτων

Όπως αναφέρθηκε, το πρώτο κριτήριο είναι το μήκος κύματος. Θυμηθείτε ότι η συχνότητα του κύματος είναι αντιστρόφως ανάλογη με το μήκος - αυτές οι έννοιες συνδέονται συνεχώς. Σύμφωνα με τις περιοχές της ηλεκτρομαγνητικής κλίμακας, υπάρχουν ραδιόφωνα, υπεριώδη, ορατά, υπέρυθρα, προβολές ακτίνων Χφάσματα. Το δεύτερο κριτήριο είναι η γεωμετρία του πειράματος. Η εγγραφή για ανάκλαση και μετάδοση του φάσματος μπορεί να είναι θεμελιωδώς διαφορετική.

Η ανάλυση διαφορών μπορεί να πει πολλά για την ουσία που μελετάται. Για παράδειγμα, συμπεράσματα σχετικά με τη σύνθεση και την πυκνότητα των δακτυλίων του Κρόνου έγιναν με αυτόν τον τρόπο.

Γραμμές και ρίγες

Το αστείο για ένα σφαιρικό άλογο στο κενό είναι μόνο μισό αστείο. Το πενήντα τοις εκατό, αν όχι οι περισσότερες από τις φυσικές έννοιες στη φύση, δεν υπάρχουν καθαρή μορφή. Επομένως, το ακόλουθο κριτήριο, που διαχωρίζει τους τύπους των φασμάτων, είναι υπό όρους. Ένα ιδανικό άτομο (ή μόριο) ύλης στο απόλυτο κενό θα δώσει μια κατανομή ηλεκτρομαγνητικών σημάτων, που αποτελείται από λεπτές γραμμές. Αυτές οι συνθήκες δεν είναι εφικτές, αλλά παρόλα αυτά πολύ στενές ζώνες με μεμονωμένα στοιχεία που δεν διακρίνονται στο εσωτερικό θεωρούνται ως γραμμικό φάσμα. Κατά κανόνα, είναι ένα σύνολο στηλών διαφορετικών υψών (δηλώνει ένταση) στα αντίστοιχα μήκη κύματος. Ωστόσο, υπάρχουν και άλλοι τύποι φασμάτων, τα οποία ονομάζονται banded spectra: κάθε γραμμή έχει φαρδιά, θολά άκρα.

Γαλάζιος ουρανός

Το ερώτημα γιατί ο ουρανός είναι γαλάζιος τίθεται από κάθε αναταραχή τεσσάρων ετών. Η απάντηση είναι απλή και σύνθετη ταυτόχρονα: έχει τέτοιο χρώμα επειδή οι μικροταλαντώσεις (που ονομάζονται διακυμάνσεις) της ατμόσφαιρας της γης από ολόκληρο το ηλιακό φάσμα διασκορπίζουν μόνο την αντίστοιχη περιοχή μήκους κύματος. Όλα τα άλλα απορροφώνται (σε ​​μεγαλύτερο βαθμό) ή αντανακλώνται.

Αυτό είναι ένα άλλο κριτήριο. Υπάρχουν δηλαδή φάσματα απορρόφησης, εκπομπής και σκέδασης. Κάθε έρευνα δίνει τα αποτελέσματά της. Αλλά οι κύριες πληροφορίες για την ουσία είναι ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙφάσματα εκπομπής. Δίνουν μια σαφή απάντηση στο τι και σε ποια ποσότητα υπάρχει στην υπό μελέτη ουσία. Οι άλλες δύο όψεις θα δείξουν την πολυπλοκότητα της δομής και τους τρόπους με τους οποίους τα επιμέρους μέρη της αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.

Σπαθί

Για το τι και ποιο φάσμα ευθύνεται, θα δείξουμε στο παράδειγμα ενός λιθόστρωτου που παραδόθηκε από τη Σελήνη. Εάν κάνετε την πέτρα να λάμπει με διάφορους χειρισμούς, το φάσμα που προκύπτει θα δείξει ξεκάθαρα ποια χημικά στοιχεία του συστήματος Mendeleev περιέχει. Άλλες διαδικασίες είναι σε θέση να εξαγάγουν τις συγκεντρώσεις των ανιχνευόμενων στοιχείων από τα ίδια φάσματα. Ωστόσο, ένα στερεό σώμα και οι ιδιότητές του καθορίζονται όχι μόνο από το τι αποτελείται, αλλά και από το πώς βρίσκονται αυτά τα ξεχωριστά στοιχειώδη μέρη μεταξύ τους. Ένα κλασικό παράδειγμα είναι ο γραφίτης και το διαμάντι. Και στις δύο περιπτώσεις, αυτός είναι ο φυσικός άνθρακας. Αλλά τα άτομα συνδέονται με διαφορετικούς τρόπους - και παίρνουμε πολύ μαλακά και πιο σκληρά φυσικά υλικά. Γιατί ιθαγενής; Γιατί είναι και η βάση της ζωής. Παρεμπιπτόντως, εκτός από τις αναφερόμενες μορφές, υπάρχουν επίσης φουλλερένια, νανοσωλήνες και το γραφένιο που ανακαλύφθηκε πρόσφατα, για το οποίο οι επιστήμονες έλαβαν βραβείο Νόμπελ. Είναι αλήθεια ότι στην τελευταία περίπτωση αξίζει να αναφέρουμε ότι η ουσία είναι δισδιάστατη, γεγονός που αλλάζει σημαντικά την όλη ιδέα των λεπτών στρωμάτων ουσιών. Έτσι, η φασματοσκοπία σκέδασης θα πει για τη δομή μιας στερεής ουσίας, για τα ορυκτά που περιλαμβάνονται στη σύνθεσή της. Για παράδειγμα, οι γραμμές Raman (αν ερμηνεύονται σωστά) έως και αρκετές μονάδες μονάδων καθορίζουν τη δομή ενός κρυστάλλου. Αλλά η ανάλυση της ακμής απορρόφησης, ή μάλλον, οι λεπτομέρειες της: η γωνία κλίσης, η παρουσία ανωμαλιών με τη μορφή απόκλισης από τη γραμμική μορφή, βοηθά να βρεθεί ο βαθμός αρμονίας αυτής της δομής, δηλαδή να δείξει ποιοι κρύσταλλοι στην πέτρα από τη Σελήνη είναι διαυγείς ή η ουσία είναι σχεδόν άμορφη;

Σύμφωνα με αυτά τα δεδομένα, οι ειδικοί υπολογίζουν την προέλευση της ουσίας της πέτρας, καθώς και τη μεταμόρφωση των πετρωμάτων που συνθέτουν τη σύνθεσή της.

ψηφιακός κόσμος

Η νεωτερικότητα είναι αδιανόητη χωρίς ψηφιακές τεχνολογίες. Και, το πιο σημαντικό, όχι η ταχύτητα των επεξεργαστών ή ο αριθμός των gigabyte μνήμης RAM, αλλά η κρυπτογράφηση σήματος. Φυσικά, αυτό είναι σημαντικό πρωτίστως για εκείνους τους τομείς όπου απαιτείται εμπιστευτικότητα - στον τραπεζικό τομέα, προσωπική επικοινωνία μέσω Διαδικτύου. Αλλά ακόμα και μια απλή εγγραφή ταινίας σε δίσκο είναι κρυπτογράφηση. Εξάλλου, το λέιζερ δεν καίει εικόνες, αλλά μηδενικά και μονάδες. Οι άνθρωποι που εργάζονται στον τομέα της δημιουργίας και επεξεργασίας φωτογραφιών γνωρίζουν πόσο «βαραίνει» μια εικόνα στην αρχική μορφή Raw. Για τους αμύητους, ας αποκαλύψουμε ένα μυστικό: πολλά. Γιατί κάθε pixel έχει τη δική του απόχρωση και φωτισμό. Αλλά τα jpeg, tiff ή ακόμα και τα γνωστά σε εμάς bmp καταλαμβάνουν πολύ λιγότερο χώρο στα μέσα αποθήκευσης, ενώ η ορατή ποιότητα δεν είναι χειρότερη.

Ποιο είναι λοιπόν το μυστικό; Η απάντηση είναι οι τύποι των φασμάτων σήματος και οι επιλογές για τη συμπίεσή του. Ο Fourier απέδειξε ότι οποιοδήποτε σήμα μπορεί να αποσυντεθεί σε έναν αριθμό λειτουργιών με αρκετά υψηλή ακρίβεια. Έτσι, κάθε εικονοστοιχείο των συνηθισμένων φωτογραφικών μορφών εμφανίζει όχι το άμεσα σταθεροποιημένο χρώμα, αλλά το φάσμα του σήματος. Ορισμένες μορφές βίντεο δεν χρησιμοποιούν μετασχηματισμό Fourier, αλλά μετασχηματισμό κυματιδίου για την αποκωδικοποίηση μικρών τμημάτων μονάδων και μηδενικών σε μια συγκεκριμένη εικόνα. Έτσι, έχοντας χάσει ένα πολύ μικρό (λιγότερο από ένα τοις εκατό) μέρος της εικόνας, μπορείτε να μειώσετε σημαντικά, μερικές φορές εκατό φορές, τον χώρο που καταλαμβάνεται σε έναν δίσκο ή μια κάρτα flash.

Το συνεχές και το ευθύγραμμο φάσμα είναι έννοιες που προήλθαν από τη φυσική. Σε κάθε περίπτωση, υποτίθεται ότι αναλύεται το περιεχόμενο χρώματος μιας συγκεκριμένης τροχιάς και τα χαρακτηριστικά της αλληλεπίδρασης των μορίων.

Φάσμα συμπαγούς έναντι γραμμής: Σημαντικές διαφορές

1. Το συνεχές φάσμα αντιπροσωπεύει όλα τα χρώματα του ουράνιου τόξου που μπορούν να μεταβούν ομοιόμορφα το ένα στο άλλο. Ως αποτέλεσμα, δημιουργούν ένα λευκό χρώμα που μοιάζει με τον ήλιο.
2. Το φάσμα της γραμμής εκπέμπει φως με ειδικές περιοχές που αντιστοιχούν μόνο σε ορισμένα χρώματα. Υποτίθεται ότι υπάρχει έλλειψη ομοιομορφίας και κίνδυνος παραμόρφωσης χρώματος.

Τι είναι όμως τα συνεχή και ευθύγραμμα φάσματα; Ποιος μηχανισμός εκπαίδευσης εμπλέκεται σε κάθε περίπτωση;

Φάσμα γραμμής: τι είναι;

Το φάσμα γραμμών αποτελείται από μεμονωμένες μονοχρωματικές ακτινοβολίες, τα οποία δεν μπορούν να συνδεθούν μεταξύ τους. Υποτίθεται η παρουσία ενδοατομικών διεργασιών, ως αποτέλεσμα των οποίων σχηματίζονται κύματα, τα οποία διαφέρουν ως προς το επίπεδο έντασής τους.

Πιθανές διαφορές μεταξύ των φασμάτων γραμμής μεταξύ τους:

• Αριθμός ενεργοποιημένων γραμμών.
• Τοποθεσία.
• Ο βαθμός της έντασης της χρωματικής απόδοσης.

Οποιοδήποτε φάσμα γραμμής περιλαμβάνει μεμονωμένες γραμμές φωτός διάσπαρτες σε διαφορετικά τμήματα του ίδιου φάσματος. Το αγαπημένο ορατό χρώμα γραμμής πρέπει να ταιριάζει συγκεκριμένο χρώματην ίδια θέση στο αναλυόμενο συνεχές φάσμα.

Το φάσμα γραμμής μπορεί να περιέχει ένας μεγάλος αριθμός απόγραμμές που βρίσκονται στα ακόλουθα μέρη:

• υπέρυθρες.
• ορατός.
• Υπεριώδης.

Ταυτόχρονα, οι γραμμές τακτοποιούνται τακτικά, οπότε δεν υπάρχει χάος. Οι χρωματικές γραμμές δημιουργούν χαρακτηριστικές ομάδες, οι οποίες συνήθως ονομάζονται σειρές.

Σχηματίζεται το φάσμα γραμμών ακτινοβολίαπου εκπέμπονται από άτομα. Σε αυτό το στάδιο, είναι επίσης απαραίτητο να επισημανθεί η διαφορά από το ριγέ φάσμα, το οποίο σχηματίζεται από την ακτινοβολία των μορίων. Κάθε είδος ατόμου έχει ένα μοναδικό φάσμα που βασίζεται σε συγκεκριμένα μήκη κύματος. Αυτό το χαρακτηριστικό οδηγεί στη φασματική ανάλυση των ουσιών.

Το φάσμα γραμμών οποιουδήποτε στοιχείου περιλαμβάνει φασματικές γραμμές που αντιστοιχούν σε ακτίνες που προέρχονται από θερμούς ατμούς και αέρια. Η παρουσία τέτοιων γραμμών είναι χαρακτηριστική για οποιοδήποτε ανιχνεύσιμο στοιχείο, επομένως μπορούν να πραγματοποιηθούν ειδικές αναλύσεις και μελέτες.

Τα φάσματα γραμμής είναι αυστηρά μεμονωμένες ιδιότητες ενός συγκεκριμένου μορίου, και αυτό αποδεικνύεται ότι ισχύει για μόρια διαφορετικών συνθέσεων και ισομερών.

Το φάσμα των γραμμών μπορεί να εμφανιστεί μόνο υπό ορισμένες συνθήκες: η ενέργεια των ηλεκτρονίων που βομβαρδίζουν πρέπει να είναι επαρκής για την απομάκρυνση των ηλεκτρονίων από τα βαθύτερα στρώματα. Κατά τη διάρκεια τέτοιων μεταβάσεων, ένα φωτόνιο ακτίνων Χ μπορεί να εκπέμπεται. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ο συνδυασμός τέτοιων χρωματικών γραμμών σας επιτρέπει να δημιουργήσετε μια σειρά φάσματος ακτίνων Χ, το οποίο στη συνέχεια χρησιμοποιείται στην ανάλυση περίθλασης ακτίνων Χ.

Το φάσμα γραμμών περιλαμβάνει ευκρινώς καθορισμένες έγχρωμες γραμμές, οι οποίες διαχωρίζονται αναγκαστικά μεταξύ τους με μεγάλα σκοτεινά κενά. Σε κάθε ομάδα, θεωρείται η μέγιστη σύγκλιση των γραμμών, λόγω της οποίας θεωρείται ότι είναι δυνατό να δούμε μια ξεχωριστή ζώνη του διαστήματος των μηκών κύματος φωτός. Παρόλα αυτά, τα φάσματα γραμμής μπορούν να εκπέμπονται μόνο από μεμονωμένα άτομα που δεν συνάπτουν κανένα δεσμό μεταξύ τους, καθώς τα φάσματα των χημικών στοιχείων δεν μπορούν να συμπίπτουν. Αυτή η απόχρωση υποδηλώνει ότι όλα τα άτομα ενός συγκεκριμένου χημικού στοιχείου έχουν κελύφη ηλεκτρονίων της ίδιας δομής, αλλά τα ηλεκτρονικά κελύφη των χημικών στοιχείων θα έχουν διαφορές.

Εάν το φάσμα γραμμής σχηματίζεται με βάση κάποιο χημικό στοιχείο ενός μονοατομικού αερίου, είναι εγγυημένη μια πιο σύνθετη δομή. Ένα και το αυτό στοιχείο μπορεί να έχει διαφορετικά χρωματικά φάσματα, καθώς καθορίζονται με τη μέθοδο διέγερσης της λάμψης. Σε κάθε περίπτωση, ο σχηματισμός ενός φάσματος γραμμής απαιτεί ειδικές γραμμές που αντιστοιχούν στις ακτίνες που εκπέμπουν οι ατμοί, τα αέρια.

Τα φάσματα γραμμής είναι στενές πολύχρωμες γραμμές που χωρίζονται από σκοτεινά κενά. Παράλληλα απαιτείται η σειρά εναλλαγής.

Συνεχές φάσμα: τι είναι αυτό;

Ένα συνεχές (συνεχές) φάσμα είναι μια χρωματική παλέτα που αναπαρίσταται ως μια ενιαία συνεχής ζώνη. Υποθέτει τη μετάδοση του ηλιακού φωτός μέσω του χρησιμοποιούμενου πρίσματος. Μια συμπαγής λωρίδα αντιπροσωπεύει όλα τα χρώματα που μεταβαίνουν ομαλά από το ένα στο άλλο.

Το συνεχές φάσμα είναι χαρακτηριστικό τόσο των στερεών όσο και των υγρών σωμάτων που ακτινοβολούν, τα οποία έχουν θερμοκρασία περίπου πολλών χιλιάδων βαθμών Κελσίου. Επιπλέον, ένα συνεχές φάσμα μπορεί να παρέχεται από φωτεινά αέρια ή ατμούς εάν η πίεσή τους είναι πολύ υψηλή.

Τα φάσματα φαίνονται διαφορετικά εάν η πηγή φωτός είναι φωτεινά αέρια, τα οποία χαρακτηρίζονται από ασήμαντη πυκνότητα. Τέτοια αέρια περιλαμβάνουν μεμονωμένα άτομα με ελάχιστη αλληλεπίδραση. Η λάμψη μπορεί να επιτευχθεί εάν το αέριο θερμανθεί σε θερμοκρασία περίπου διακοσίων βαθμών Κελσίου.

Το χρώμα, το φάσμα, η αλληλεπίδραση ατόμων και μορίων είναι πάντα αλληλένδετα, γεγονός που επιβεβαιώνει τη δομική αλληλουχία του φυσικού κόσμου.