Emissiooni ja valguse neeldumine aatomit. Päritolu line spektrid

See artikkel annab põhimõisted vaja mõista, kuidas heitmete ja valguse neeldumine aatomit. Samuti kirjeldatakse nende kasutamise nähtused.

Smartphone ja füüsika

Mees, kes sündis pärast 1990. aastat, tema elu ilma erinevaid elektroonilisi seadmeid ei saa anda. Nutitelefon mitte ainult asendab telefon, vaid ka võimaldab jälgida vahetuskursside tehinguid, et helistada takso ja isegi vastavad astronaudid ISS, läbi oma taotluse. Võrra ning tajuvad kõik need digitaalse assistendi kui enesestmõistetavalt. Heite ja valguse neeldumine aatomit, mis muudavad ja teinud võimalikuks ajastu vähendada igasuguseid seadmeid, mistõttu lugejad tunduda igav teema füüsika tunde. Aga see haru füüsika palju huvitavaid ja põnevaid.

Teoreetiline taust avamine spektrid

On olemas ütlus: "Uudishimu enne langust." Aga see väljendus pigem asjaolule, et vale suhe on parem mitte sekkuda. Kui aga näitavad uudishimu maailma suhtes midagi valesti ei juhtu. Lõpus XIX sajandil hakati mõistma milline magnetism (mis on hästi dokumenteeritud süsteemi Maxwelli võrrandid). Järgmine küsimus, mis võimaldab teadlastel sai struktuuri küsimuses. On vaja viivitamatult selgitama: teaduse ei ole väga väärtuslik heitmete ja valguse neeldumine aatomit. Line spektrid - on tagajärg see nähtus ja aluseks uuring struktuuri küsimuses.

struktuuri aatom

Teadlased Antiik-Kreeka näitavad, et marmorist koosneb mitmest tükist jagamatu "aatomit." Ja enne XIX sajandi inimesed arvasid, et see oli väikseim aineosakeste. Aga kogemus Rutherford kohta hajumiseks rasked osakesed kuldfoolium on näidanud, et aatom on ka sisemine struktuur. Raske tuuma keskel on ja positiivselt laetud, kerge negatiivne tiirlevad elektronid tema ümber.

Paradokse aatomitele Maxwell teoreetilisest

Need leiud on põhjustanud mitmete paradokside: vastavalt Maxwelli võrrandid, mis tahes liikuvate laetud osakeste kiirgab elektromagnetvälja, seega kaotab energiat. Miks siis elektronid ei satu tuuma ja edasi liikuda? Samuti ei olnud selge, miks iga aatom neelab või kiirgab footoni teatud lainepikkusega ainult. Bohri teooria võimaldas ravida vead sisestades orbitaalidest. Vastavalt tõekspidamiste Selle teooria elektronide ümber tuuma võib olla ainult need orbitaalidest. Üleminek kahe naaberriigi on lisatud kas heite või imendumist footoni teatud energiat. Heite ja valguse neeldumine aatomit on just see.

lainepikkus, sagedus, energia

Täielikuma pildi pead rääkida natuke footonid. Need on elementaarosakeste et ei ole ülejäänud mass. Nad eksisteerivad ainult nii kaua, kui liigub läbi keskkonna. Aga kaal on veel: silmatorkav pinnal, nad edastab selle impulsi, et oleks olnud võimalik ilma mass. Lihtsalt palju see muundub energia, muutes aine, mille nad tabanud ja nad imenduvad veidi soojem. Bohri teooria ei selgita seda fakti. Omadused footoni ja funktsioone oma käitumist kirjeldatakse kvantfüüsika. Niisiis, footonite - nii laine ja osakeste mass. Photon ja muud sellised laine on järgmised iseloomulikud tunnused: pikkus (λ), mille sagedus (ν), energia (E). Mida pikem on lainepikkus, seda väiksem on sageduse ja seda madalam on energia.

Spekter aatomi

Aatomimassist spektri moodustub mitmes etapis.

1. Elektrooniline lülitid aatomis orbitaalse 2 (kõrgemate energia) orbitaalsele 1 (madala energia vähem).
2. Teatud kogus energiat vabaneb, mis on moodustatud quantum valguse (hν).
3. See footoni eraldub ümbritsevasse ruumi.

Seega saadakse ja joon spektri aatomiga. Miks on kutsutud nii, selgitab oma vormi, kui spetsiaalseid seadmeid "saak" lahkuva footonite valguse salvestusseadmega fikseeritud ridade arv. Eraldamiseks footoneid erinevatel lainepikkustel, mida kasutab difraktsiooni nähtus lainete erinevatel sagedustel on erinevad murdumisnäitaja seega veel üks deformeerunud kui teine.

Ainete omaduste ja spektrid

Joon spekter aine on unikaalne iga liiki aatomeid. See on emissiooni vesiniku annab ühe komplekti read ja kuld - muu. See asjaolu on aluseks kohaldamise spektroskoopia. Olles saanud spektri midagi, saab aru, mida on sisuliselt oma aatomite paigutatud üksteise suhtes. See meetod võimaldab määrata ja erinevate materjalide omadustest, mis kasutab sageli keemia ja füüsika. Imendumine ja valguse emissiooni aatomit - üks levinumaid tööriistu uuringu ümbritseva maailma.

Puudusi kiirgusspektreid

Kuni selle hetkeni ütleb veel, kuidas aatomid kiirgavad. Aga tavaliselt, kõik elektronid on orbitaalidest oma tasakaalu olekus, ei ole neil liikuda teistesse riikidesse. Aine midagi tagasi, siis tuleb kõigepealt energia neelamiseks. See puudus meetod, mis kasutab imendumist ja valguse emissiooni kaudu. Lühidalt öelda, et esimene asi kütta või kerge, enne kui saame spektri. Küsimused ei teki, kui teadlane õpib tähed, ja nii nad särada läbi oma sisemiste protsesside. Aga kui sa tahad õppida tükk maagi või toiduaine, et saada spektrit on tegelikult vaja põletada. See meetod ei ole alati nii.

neeldumispekter

Kiirgus ja valguse neeldumine aatomit meetodina "töötab" on kaks külge. Võite heita valgust aine lairiba (st üks, mis on footonite eri lainepikkustel) ja seejärel vaadata, mida laine pikkusega neelavad. Aga see meetod sobib mitte alati, olla kindel, et materjal on läbipaistev soovitud elektromagnetilises skaalal.

Kvalitatiivne ja kvantitatiivne analüüs

Selgus, et spekter unikaalne iga aine. Lugeja võib järeldada, et see analüüs üksnes määramiseks kasutatud materjali, millest see on valmistatud. Kuid võimalik vahemik on palju laiem. aatomite arv ühendi sees saab määrata kasutades spetsiaalset tehnikat laius läbivaatus ja tunnustamise ja intensiivsus saadud liinid. Pealegi on see näitaja saab väljendada teistes ühikutes:

• protsent (näiteks käesoleva sulam sisaldab 1% alumiiniumoksiidi);
• moolides (lahustatakse see vedelik 3 mooli naatriumkloriidi);
• grammides (proovis esineva 0,2 g uraan ja toorium 0,4 grammi).

Vahel analüüs on segatud: kvalitatiivsed ja kvantitatiivsed. Aga arvestades füüsikud meelde positsiooni read ja hinnatakse nende varju abiga spetsiaalse tabelid, kuid nüüd on kõik muudab programmi.

Spektri kasutamine

Oleme juba arutatud üksikasjalikult, mida emissiooni ja valguse neeldumine aatomit. Spektraalanalüüs kasutatakse väga laialdaselt. Ei ole inimtegevuse, ükskõik kus me kaalume nähtus kasutati. Siin on mõned neist:

1. Alguses see artikkel, me rääkisime nutitelefonid. Silicon pooljuhtelementidega on muutunud nii väike, sealhulgas uurimistöö kaudu kristallid lehe spektraalanalüüs.
2. Kui mõni juhtum on unikaalsus Elektronkiht iga aatomi määrab millist bullet vallandati esimene, miks auto lagunes raamistiku või tornkraana, samuti mõned mürk mürgitatud inimesi ja kui palju aega veetis ta vees.
3. Ravim spektraalanalüüsi enda kasuks kõige sagedamini seoses kehavedelikes, kuid see juhtub, et seda meetodit rakendatakse kudedesse.
4. Kauged galaktikad, kosmilise gaasi pilved, planeedid ees tähed - kõik see on uurinud valguse ja selle liigendamine spektrid. Teadlased teavad, koostise need objektid, nende kiirus ja protsesse, mis toimuvad nende tingitud asjaolust, et nad saavad lüüa ja analüüsida footonite nad eraldavad või neelavad.

elektromagnetilise skaalal

Enamik kõik, pöörame tähelepanu nähtav valgus. Aga elektromagnetilise skaalal selles segmendis on väga väike. Asjaolu, et inimese silm ei lahenda palju laiem seitse vikerkaarevärvid. Tekitada võivad ja taluda mitte ainult nähtavad footoneid (λ = 380-780 nm), kuid teised footoneid. Elektromagnetilise skaalal sisaldab:

1. Raadiolained (λ = 100 kilomeetri) edastada teavet pikkade vahemaade taha. Tänu väga suur lainepikkus, nende energia on väga madal. Nad on väga kergesti imenduv.
2. Terahertz laine (λ = 1-0,1 millimeetrit) kuni viimase ajani ei olnud käepärast. Varem oma tootevalikusse kuuluvad raadiolainete, kuid nüüd on see segment elektromagnetilise skaala on jaotatud eraldi klassi.
3. Infrapuna Lainepikkus (λ = 0,74-2000 mikromeetrit) soojusülekanne. Fire, valgus, päike kiirgavad neid külluses.

Nähtav valgus vaatasime, et rohkem üksikasju selle kohta ei kirjuta.

Ultraviolettkiirguse lainepikkus (λ = 10-400 nm) surmavad meest ületava, kuid nende puuduseks on pöördumatu. Meie peamine star annab palju ultraviolettkiirguse ja Maa atmosfääri säilitab seda kõige rohkem.

X-ja gammakiirgusele (λ <10 nm) on ühine illustreeriv, kuid erinevad päritoluga. Et saada neist on vaja hajutada elektronid või aatomitega väga suured kiirused. Laboratory inimesed on võimelised seda, kuid milline sellise võimu toimuda ainult tähtede sees või kokkupõrkeid massiivne objektid. Näitena viimane protsess võib olla supernoova plahvatust, imendumist star must auk, kohtumine kahe galaktikad ja galaktikate ja massiivne pilved gaasi.

Elektromagnetlaineid kõiki vahemikke, nimelt nende võimet väljutab ja neeldunud aatomit, mida kasutatakse inimese aktiivsust. Vaatamata sellele, et lugeja on otsustanud (või ainult väljavalitud) tema elu teed, ta kindlasti silmitsi tulemustega spektraalne uuringud. Müüja naudib kaasaegne makseterminali sest kui teadlane uuritud ainete omaduste ja lõi mikrokiip. Põllumajandusteaduste väetab väljad ja koguda kõrge saagikus on nüüd ainult sellepärast kord geoloog avastati tükk fosfori maagi. Ta kannab ereda riideid ainult leiutise püsivate keemiliste värvained.

Aga kui lugeja soovib ühendada oma elu maailma teaduse, sa pead õppima palju enamat kui põhimõisteid protsessi emissiooni ja neeldumise footonite valguse aatomitega.