Емисија и апсорпција светлости атомима. Порекло линија спектра

Овај чланак обезбеђује основни концепти потребно да разумеју како је емисија и апсорпција светлости атомима. Такође је описао коришћење ових појава.

Смартпхоне и физика

Човек који је рођен након 1990. године, његов живот без разних електронских уређаја не може да пружи. Смартфон не само замењује телефон, али исто тако омогућава да се прате курсеве, да трансакције, да позове такси, па чак и одговарају астронаута на броду ИСС, кроз њихове примене. Односно, а доживљавају све оне дигиталне помоћници, као ствар наравно. Емисија и апсорпција светлости атома који чине и омогућиле еру смањење свих врста уређаја, тако да ће читаоци изгледати досадна тема у физици лекција. Али, ова грана физике много занимљив и узбудљив.

Теоријска позадина за отварање спектара

Постоји изрека: ". Куриозитет пре пада" Али то израз, а на чињеницу да је погрешно однос је боље да се не меша. Ако, међутим, показују радозналост према свету, ништа лоше неће догодити. Крајем деветнаестог века, људи су почели да разумеју природу магнетизма (што је добро документовано у систему Максвелових једначина). Следеће питање, што би омогућило научницима, постао је структура материје. Неопходно је да одмах разјаснимо, јер наука није баш вредна емисија и апсорпција светлости атома. Лине Спецтра - је последица овог феномена и основа за проучавање структуре материје.

Структура атома

Научници у старој Грчкој указују да је мермер се састоји од неколико комада недељиве "атома." И пре краја деветнаестог века, људи су мислили да је најситније честице материје. Али искуство Рутхерфорд о разбијању тешких честица на златне фолије су показала да је атом такође има унутрашњу структуру. Тешка језгро је у центру и позитивно наелектрисане, лагане негативни електрони се окрећу око њега.

Парадокси атома унутар Маквелл теорије

Ови налази су дали повод за неколико парадокса: у складу са Максвелових једначине, било креће наелектрисана честица емитује електромагнетно поље, дакле, губи енергију. Зашто, онда, електрони не спадају у језгру, и да настави да ротира? Такође није јасно зашто је сваки атом апсорбује или емитује фотоне само одређене таласне дужине. Боров теорија је омогућио да излечи недостатке уношењем орбитала. Према начелима ове теорије, електрони око језгра може бити само са овим орбитала. Прелаз измедју две суседне државе прати било емисије или апсорпције фотона са одређеном енергијом. Емисија и апсорпција светлости атома је управо због тога.

таласна дужина, фреквенција, енергија

За потпуније слике морате да причамо мало о фотона. То су елементарне честице које немају одмора масу. Они постоје само док се креће кроз околину. Али тежина и даље имају: упечатљив површину, они то преносе импулс који би било немогуће без масе. Само доста тога се претвара у енергију, што је супстанца од које су погодила и они су апсорбују, мало топлије. Боров теорија не објашњава ову чињеницу. Својства фотона и карактеристике његовог понашања је описан квантне физике. Дакле, фотон - и талас и честица са масом. Пхотон, и као талас има следеће карактеристике: а дужина (λ), фреквенцију (ν), енергија (Е). Што дуже таласна дужина је нижа фреквенција, и мања енергија.

Спектар атома

Атомска Спектар је формиран у неколико фаза.

1. Електронски прекидачи у атому са орбиталне 2 (високог енергије) на орбите 1 (са малом енергетском мање).
2. Извесна количина енергије ослобађа, који се формира као кванта светлости (хν).
3. Овај фотон се емитује у околни простор.

Тако је добила и атом линије спектра. Зашто се зове тако, објашњава своју форму када специјални уређаји "ухватити" на одлазне фотона светлости на уређај за снимање фиксног броја линија. Одвојити фотоне различитих таласних дужина, које користе дифракције феномен таласа различитих фреквенција имају различит индекс преламања, стога, још један скренута од друге.

Својства супстанци и спектрима

Линија спектар супстанце је јединствен за сваку врсту атома. То је, у емисији водоника даће један сет линија, и злато - друга. Ова чињеница је основа за примену спектроскопије. Прибављеном ништа спектра, може разумети шта је у суштини, у својој атоми распоређени међусобно. Овај метод вам омогућава да дефинишете и различите особине материјала, која се често користи хемију и физику. Апсорпција и емисија светлости атома - један од најчешћих алата за проучавање околним светом.

спецтра недостаци емиссион

До овог момента више говори о томе како атома емитују. Али обично, сви електрони су у орбиталама у свом равнотежном стању, немају разлога да се преселе у другим државама. Супстанца је нешто одбијен, она прво мора апсорбовати енергију. Овај недостатак метода која експлоатише апсорпцију и емисију светлости атома. Укратко рећи да је прва ствар на топлоту или светлост, пре него што се спектар. Проблеми се неће појавити, ако научник проучавао звезде, и тако сијају преко својих интерних процеса. Али, ако желите да студирате комад руде или прехрамбеног производа, да би се добила спектар заправо је потребно да се спали. Ова метода није увек случај.

апсорпциони спектри

Емисија и апсорпција светлости атома као методу "ради" у две стране. Можете осветлимо на супстанце броадбанд (тј, у којој постоје фотони различитих таласних дужина), а затим видимо шта талас дужине апсорбује. Али ова метода је погодна увек, будите сигурни да је материјал транспарентан до жељеног дела електромагнетног скали.

Квалитативна и квантитативна анализа

Постало је јасно да спектру је јединствен за сваку супстанцу. Читалац може закључити да ова анализа се користи само да одреди материјал од кога је направљен. Међутим, могуће распон је много шири. број атома унутар једињења се могу подесити користећи посебне технике ширине испитивање и признавање и интензитет насталих линија. Штавише, овај индикатор може бити изражен у различитим јединицама:

• проценат (на пример, ова легура садржи 1% алуминијум);
• у молима (раствореног у овом течном 3 мола натријум хлорида);
• у грамима (присутних у узорку 0,2 г урана и торијума 0,4 грама).

Понекад је анализа мешовита: и квалитативна и квантитативна. Али, док физичари запамтио позицију линија, и процењује њихову нијансу уз помоћ специјалних столова, али сада је све чини програм.

Употреба спектра

Већ смо разговарали детаљно шта емисија и апсорпција светлости атомима. Спектрална анализа се користи врло широко. Не постоји ни једна област људског деловања, коришћен је без обзира на то где смо се с обзиром на феномен. Ево неких од њих:

1. На почетку овог чланка, разговарали смо о паметним телефонима. Силицон полупроводнички елементи су постале тако мали, укључујући истраживачке кристала користећи спектралну анализу.
2. Ако било инцидента је јединственост Елецтрон схелл сваког атома одређује каква метка испалио први, зашто се ауто покварио оквир или Кулокран као и неке отровне отрован људи и колико времена је провео у води.
3. Медицина користи спектралне анализе у своју корист, најчешће у вези са телесним течностима, али се дешава да се ова метода примењује на ткива.
4. Удаљене галаксије, космичке гас облака, планета испред звезда - све ово се изучавају светлости и његовог разлагања у спектру. Научници знају састав тих објеката, њихове брзине, као и процесе који се дешавају у њима због чињенице да они могу да ухвате и анализирали фотона они емитују или апсорбују.

електромагнетни скала

Највише од свега, обратимо пажњу на видљиву светлост. Али на електромагнетне скали овај сегмент је веома мали. Чињеница да људско око не реши много шире седам дугине боје. Могу да емитују и апсорбују не само видљиве фотоне (λ = 380-780 нм), већ и остале фотоне. Електромагнетна сцале обухвата:

1. Радио таласи (А = 100 километара) преносе информације на велике раздаљине. Због веома велике таласне дужине, њихова енергија је веома низак. Они су врло лако апсорбује.
2. Терахертз талас (Кс = 1-0,1 мм) до недавно, нису били лако доступни. Раније, њихов домет обухвата радио таласе, али сада овај сегмент електромагнетног скали распоређује у посебне класе.
3. Инфраред Вавеленгтх (Кс = 0,74-2000 микрометара) топлоте. Ватра, светлост, сунце их емитују у изобиљу.

Видљива светлост смо прегледали, тако да више детаља о томе неће писати.

Ултравиолет таласна дужина (λ = 10-400 нм) летална за човека у вишку, али њихова мана је неповратна. Наша централна звезда даје много ултраљубичастим светлом, а Земљина атмосфера задржава већину тога.

Кс-зраци и гама зраци (λ <10 нм) имају заједнички домет, али се разликују по пореклу. Да их прибаве, неопходно је да растера електроне или угљеника у веома великим брзинама. Лабораторија људи су способни за то, али у природи такве снаге јављају само унутар звезде, или се судара масивних објеката. Пример овог последњег процеса може послужити као супернових експлозије, апсорпцију звезде стране црну рупу, сусрету два галаксија и галаксије и масивним облацима гаса.

Електромагнетни таласи свих опсега, односно њихова способност да емитују и апсорбују атоми, се користе у људској активности. Без обзира на чињеницу да је читалац изабрао (или само изабранима), као његовог живота стазе, он је сигурно суочити са резултатима спектралних студија. Продавац има модеран платни терминал, јер када научник проучавао својства супстанци и створио микрочип. Аграрни оплоди поља и прикупљање високи приноси су сада само зато што једном геолог открио у комаду фосфор руде. Она носи светле одеће само са проналаском упорних хемијских боја.

Али, ако читалац жели да повеже свој живот са светом науке, морате да уче много више од основних појмова процеса емисије и апсорпције фотона светлости у атома.