Оптичні спектри.

  1. Види спектрів.
  2. Спектральні закономірності в спектрі атома водню.

Спектр (від лат. Spectrum - уявлення, образ) - є сукупністю кожного із значень будь-якої фізичної величини , Яка характеризує систему або процес.

Найчастіше використовують визначення частотного спектра коливань (наприклад, електромагнітних), спектру енергій, імпульсів і мас часток. Спектр може бути безперервним і дискретним (переривчастим).

Оптичні спектри - це спектри електромагнітних випромінювань в ІК, видимому і UF діапазонах довжин хвиль. Оптичні спектри діляться на спектри випускання, спектри поглинання (абсорбція спектри), спектри розсіювання і спектри відображення.

Оптичні спектри отримують від джерел світла при розкладанні їх випромінювання по довжинах хвиль λ (або частотам v = c / λ, або хвильовим числам 1 / λ = v / c, які також позначаються як v) за допомогою спектральних приладів. Щоб охарактеризувати розподіл випромінювання по частотах, вводиться спектральна щільність випромінювання I (v), яка дорівнює інтенсивності випромінювання I, яка припадає на одиничний інтервал частот (інтенсивність випромінювання I є щільністю потоку електромагнітного випромінювання, що припадає на всі частоти). Інтенсивність випромінювання, що припадає на маленький спектральний інтервал Δv, дорівнює I (v) Δv. Підсумувавши подібні вирази по всіх частотах спектра, отримуємо щільність потоку випромінювання I.

Види спектрів.

Спектральний склад випромінювання речовин дуже різноманітний, але незважаючи на це, кожен спектр ділиться на 3 типи:

  • безперервні спектри,
  • лінійчатих спектри,
  • смугасті спектри.

Безперервні спектри, або суцільні спектри, як видно з дослідів, дають тіла, які знаходяться в твердому або рідкому стані, або дуже стислі гази. Що б отримати безперервний спектр, тіло необхідно нагріти до високої температури.

Безперервні спектри визначаються не тільки випромінювальною здатністю самих атомів, але у великій мірі залежать від взаємодії атомів один з одним.

Безперервні спектри визначаються не тільки випромінювальною здатністю самих атомів, але у великій мірі залежать від взаємодії атомів один з одним

На малюнку ви бачите криву залежності спектральної щільності інтенсивності теплового випромінювання від частоти (спектр) тіла з сильно чорною поверхнею. У кривої є максимум при частоті vm a x, яка залежить від температури тіла. Зі збільшенням температури максимум енергії випромінювання зсувається до великих частотах. Енергія випромінювання, що припадає на дуже маленькі (v 0) і дуже великі (v → ∞) частоти, дуже мала. У суцільному спектрі представлені кожна з довжин хвиль.

Лінійчаті спектри складаються з окремих спектральних ліній, це ознака того, що речовина випромінює світло конкретних довжин хвиль в певних, дуже вузьких спектральних інтервалах. Всі лінії мають кінцеву довжину.

Всі лінії мають кінцеву довжину

Лінійчаті спектри дають всі речовини в газоподібному атомарному (але не молекулярному) стані. В такому випадку випромінюють атоми, які не взаємодіють один з одним. Це фундаментальний, самий основний тип спектрів.

Ізольовані атоми випромінюють строго певні довжини хвиль, характерні для даного типу атомів. Класичним прикладом лінійного спектра є спектр атома водню .

Спектральні закономірності в спектрі атома водню.

Кожна частота випромінювань атома водню становить ряд серій, кожна з яких утворюється в процесі переходу атома в одне з енергетичних станів з усіх верхніх енергетичних станів, тобто станів з більшою енергією, використовуючи термінологію спектроскопії - переходів електрона з верхніх збуджених рівнів енергії на нижні рівні.

. .

На малюнку а) ви можете побачити переходи на 2-ий збуджений енергетичний рівень, які складають серію Бальмера, частоти випромінювання якої знаходяться у видимій області спектра. Серія має назву по імені швейцарського вчителя І. Бальмера, який ще в 1885 році грунтуючись на результатах експериментів вивів формулу для визначення частот видимої частини спектра водню:

Бальмера, який ще в 1885 році грунтуючись на результатах експериментів вивів формулу для визначення частот видимої частини спектра водню:

де n - 3, 4, 5, ...;

R - постійна Рідберга, яка визначена з спектральних даних і пізніше обчислена грунтуючись на теорії атома Бора .

У цій формулі v - НЕ частота, яка вимірюється в с-1, а хвильове число, яке дорівнює зворотному значенню довжини хвилі 1 / λ і яке вимірюється в м-1.

Що б визначити частоти випромінювання інших серій атома водню замість двійки в знаменнику першого дробу у формулі Що б визначити частоти випромінювання інших серій атома водню замість двійки в знаменнику першого дробу у формулі   необхідно підставити числа 1, 3, 4, 5 необхідно підставити числа 1, 3, 4, 5.

Номери нижніх енергетичних рівнів, при переході на які з верхніх рівнів випромінюються відповідні серії:

Номери нижніх енергетичних рівнів, при переході на які з верхніх рівнів випромінюються відповідні серії:

Смугасті спектри складаються з окремих смуг, які розділені темними проміжками. За допомогою досить хорошого спектрального апарата можна побачити, що всі смуги складаються з великого числа близько лежачі ліній. Смугасті спектри випромінюють молекули, які не пов'язані або слабо пов'язані один з одним.

Для спостереження молекулярних спектрів, як і для спостереження лінійчатих спектрів, застосовують світіння парів у полум'ї або світіння газового розряду.

Спектри поглинання теж діляться на 3 типи (суцільні, лінійчатих і смугасті), що і спектри випускання. Поглинання світла теж залежить від довжини хвилі. Так, червоне скло пропускає хвилі, які відповідають червоного світла ≈ 8 · 10-5 см), і поглинає інші.

Газ інтенсивніше всіх поглинає світло тих довжин хвиль, які він випускає в сильно нагрітому стані.

Таким чином, якщо пропускати біле світло через холодний неизлучающий газ, то на тлі безперервного спектра випромінювання з'являться темні лінії. Це лінії поглинання, які утворюють в сукупності спектр поглинання.

Главное меню
Реклама

Архив новостей
Права на автомат и на механику: отличия в 2018 году
В 2017 году национальное водительское удостоверение Российской федерации привели в соответствие с Венской Конвенцией «О дорожном движении». В документе появились дополнительные подкатегории транспортных

Коробка передач автомобиля ГАЗ-66
Строительные машины и оборудование, справочник К атегория:     Устройство автомобиля Коробка передач четырехступенчатая, с синхронизатором на 3—4-й передачах. Передаточные отношения

Вариатор (вариаторная коробка передач): что это такое, принцип работы. Подробно + видео
У меня много статей про автоматические коробки передач (особенно сильно я люблю обычную АКПП). Однако второй по распространению я считаю вариатор или CVT, достаточно много автомобилей выпускается именно

Устройство АКПП: принцип работы и схема автоматической коробки
Что такое АКПП? Автоматическая Коробка Переключения Передач (АКПП) – вид трансмиссии в машине, в котором переключение скоростей осуществляется за счет электроники, не требуя внимания водителя.

Как правильно пользоваться коробкой автомат (АКПП)
Содержание статьи На сегодняшний день большинство водителей не представляет как бы они ездили на автомобиле, который не имеет автоматической коробки передач. Некоторые новички, приходят в ужас от одной

Автоматическая коробка передач (АКПП): что это такое, устройство и принцип работы для чайников
Двигатели внутреннего сгорания не способны обеспечить движение автомобиля в разных режимах без специальных устройств, изменяющих частоту вращения коленчатого вала. На части транспортных средств для этого

Как пользоваться автоматической коробкой передач?
Уважаемые автомобилисты! Прежде, чем мы с вами рассмотрим основные положения, как управлять автоматической коробкой передач, давайте поймем, что это такое. Нет, мы не станем углубляться в процессы, происходящие

Как пользоваться коробкой автомат АКПП (видео)
Как водит на автомате? Таким вопросом задается практически каждый человек, который раньше ездил на механической коробке, а теперь собирается приобрести автомобиль на автомате. Опасения на счет поломок

Какую автоматическую коробку передач выбрать (какие бывают коробки автомат): роботизированные, вариатор, гидротрансформатор
Более правильным называнием было бы — механическая КПП с автоматическим сцеплением, поскольку с «автоматом» её роднит только количество педалей. «Робот» полностью повторяет схему работы обычной механической

Mercedes-Benz переходит на 9 ступенчатую коробку-автомат
Немецкий автоконцерн Daimler начал оснащать Mercedes-Benz 9-ступенчатой автоматической трансмиссией. «Автомат», получивший название 9G-Tronic, уже используется в серийном Mercedes E350 BlueTec. Пока эта

Реклама

© 2013 mexpola.h1a25414f