Спектры испускания и поглощения

Цель работы: наблюдение спектров испускания лампы накаливания и атомарного газа, определение длин волн спектральных линий в излучении атомарного газа; исследование спектров поглощения неких жестких тел и жидкостей.

Приборы и принадлежности: монохроматор УМ-2, осветитель ОИ-19, катушка Румкорфа с источником неизменного напряжения, спектральные трубки, эталоны всасывающих материалов, фломастеры.

Литература: [2], § 46; [4], § 5, 22.

В в Спектры испускания и поглощения е д е н и е

Скорость распространения света в хоть какой вещественной среде находится в зависимости от частоты колебаний. Так, для стекла с увеличением частоты колебаний либо с уменьшением длины волны скорость света миниатюризируется, т.е. скорость света миниатюризируется от красноватого цвета к фиолетовому. Соответственно при всем этом возрастает показатель преломления n Спектры испускания и поглощения. Показатель преломления томного стекла (флинта), к примеру, для бардовых лучей (λ = 760 нм) составляет 1,73, а для фиолетовых лучей (λ = 380 нм) n =1,81. Явления, обусловленные зависимостью показателя преломления вещества от частоты, либо соответственно длины световой волны именуют дисперсией света.


Это явление можно следить, к примеру, пропуская узенький пучок белоснежного света через трехгранную Спектры испускания и поглощения призму из стекла. При всем этом лучи с разной длиной волны, входящие в состав белоснежного света, будут отклоняться к основанию призмы на разные углы и выйдут из призмы расходящимся пучком (рис. 1). Если на пути этого пучка поставить экран, то на нем возникнет цветная полоса, которую Ньютон именовал диапазоном. По общему определению Спектры испускания и поглощения диапазоном именуется совокупа обычных (монохроматических) электрических волн, составляющих данное сложное излучение.

Рис. 1

Есть различные приборы для спектральных исследовательских работ, действие которых основано на дисперсии света в стеклянной призме – призменные спектроскопы, спектрографы, монохроматоры. Разглядим типы спектров.

Диапазон, в каком представлены все длины волн и который, как следует, состоит Спектры испускания и поглощения из равномерно переходящих одна в другую цветных полос, именуется непрерывным, либо сплошным диапазоном. Такие диапазоны излучения имеют раскаленные твердые и водянистые тела, также газы, находящиеся под высочайшим давлением. К этому виду относится и диапазон Солнца.

Монохроматическому излучению соответствует в диапазоне одна узенькая линия. Излучение, состоящее из нескольких монохроматических Спектры испускания и поглощения волн, дает линейчатый диапазон, состоящий из соответственного числа линий. Линейчатые диапазоны свойственны для излучения газов и паров металлов. К примеру, пары натрия имеют в видимой части диапазона две близко расположенные полосы желтоватого цвета), пары лития - две полосы: красноватую и оранжевую (на рис. 2, а эти полосы в диапазоне показаны белоснежным Спектры испускания и поглощения цветом), атомы водорода – четыре полосы: красноватую, зелено-голубую, сине-фиолетовую и фиолетовую (рис. 2, б).

Если близко расположенные полосы соединяются в более либо наименее широкие полосы, таковой диапазон именуется полосатым. Полосатый диапазон имеет, к примеру, излучение азота, паров йода и др.

а)

б)

┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬

750 700 650 600 550 500 450 λ, нм

Рис. 2

При прохождении белоснежного света через какую Спектры испускания и поглощения-либо прозрачную среду – твердую, водянистую либо газообразную - составляющие его обыкновенные волны могут поглощаться этой средой неодинаково. Тогда в сплошном диапазоне белоснежного света возникают участки (полосы либо полосы) затемнения, соответствующие для данной среды. Диапазоном поглощения данной среды именуется совокупа обычных (монохроматических) электрических волн, поглощенных из белоснежного света при прохождении его Спектры испускания и поглощения через данную среду. Для получения диапазона поглощения в обыкновенном спектроскопе либо монохроматоре меж источником белоснежного света и щелью коллиматора помещается пластинка из исследуемого вещества, кювета с жидкостью либо газом.

Диапазон поглощения отражает зависимость показателя поглощения данного вещества от частоты (длины волны) света. Для газов и паров металлов под низким давлением показатель поглощения Спектры испускания и поглощения имеет огромную величину только при определенных частотах колебаний, которым соответствуют полосы в диапазоне поглощения. Эти частоты равны либо кратны частотам собственных колебаний электронов в атомах, при которых поглощение энергии световой волны усиливается за счет резонанса (имеет место резонансное поглощение света веществом).

Опыт указывает, что пары и газы поглощают излучение Спектры испускания и поглощения тех же длин волн, которые они испускают (закон Кирхгофа).

Каждое вещество, обычное либо сложное, имеет соответствующий для него диапазон. Потому по диапазону могут быть определены природа и состав вещества. Способ определения высококачественного либо количественного состава вещества по его диапазону именуется спектральным анализом. Так, наличие в диапазоне Спектры испускания и поглощения излучения паров стали линий, соответствующих для атомов хрома, свидетельствует о присутствии данного хим элемента в сплаве. Сравнивая яркость спектральных линий хрома с яркостью линий железа, можно оценить процентное содержание хрома в образчике стали.

Основное преимущество способа спектрального анализа заключается в том, что для его воплощения требуется только маленькое количество вещества. С Спектры испускания и поглощения его помощью может быть найдено присутствие вещества в количестве до 0,1 нг. Способом спектрального анализа было установлено, что живы организмы содержат в очень малозначительных количествах многие металлы – кобальт, хром, титан и др. Спектральный анализ позволяет установить следы крови (судебная медицина), микропримеси металлов в консервированных продуктах и т.п. При всем Спектры испускания и поглощения этом употребляются как диапазоны испускания, так и диапазоны поглощения.


specifikacii-v-vide-graficheskih-shem.html
specifikaciya-elementov-zapolneniya-proemov.html
specifikaciya-i-o-glavnogo-vracha-fbuz-centr-gigieni-i-epidemiologii-v-moskovskoj-oblasti-gildenskiold-o-a.html