Ang emission at pagsipsip ng liwanag sa pamamagitan ng atoms. Ang pinagmulan ng line spectra

Ang artikulong ito ay nagbibigay ng pangunahing mga konsepto kinakailangan upang maunawaan kung paano ang emission at pagsipsip ng liwanag sa pamamagitan ng atoms. May ay inilalarawan din ang paggamit ng mga phenomena.

Smartphone at physics

Ang lalaking ipinanganak pagkatapos ng 1990, ang kanyang buhay nang walang isang iba't ibang mga elektronikong aparato ay hindi maaaring magbigay. Ang smartphone hindi lamang pumapalit sa telepono, ngunit din ginagawang posible upang subaybayan ang mga rate ng palitan, upang mangasiwa, upang tumawag ng taxi at kahit na tumutugma sa mga astronaut sa board sa ISS, sa pamamagitan ng kanilang application. Ayon sa pagkakabanggit, at tinatanaw ng lahat ng mga digital na katulong bilang isang bagay ng kurso. Ang emission at pagsipsip ng liwanag sa pamamagitan ng mga atom na bumubuo at ginawang posible ang panahon ng pagbabawas ng lahat ng mga uri ng mga aparato, kaya mga mambabasa ay tila isang boring paksa sa physics aralin. Ngunit ito sangay ng physics ng isang pulutong ng kawili-wili at kapana-panabik.

Theoretical background para sa pagbubukas ng spectra

May ay isang sinasabi: ". Ang pag-usisa ay sa pagkabuwal" Ngunit ito expression sa halip sa ang katunayan na ang maling relasyon ay mas mahusay na hindi makagambala. Kung, gayunpaman, ipakita ang pag-usisa patungo sa mundo, walang mali ay hindi mangyayari. Sa dulo ng ikalabinsiyam na siglo, ang mga tao ay nagsimulang upang maunawaan ang likas na katangian ng pang-akit (na kung saan ay mahusay na dokumentado sa sistema ng Maxwell 's equation). Ang susunod na tanong, na kung saan ay magpapahintulot sa mga siyentipiko, ay naging ang istraktura ng matter. Ito ay kinakailangan upang agad na linawin: para sa agham ay hindi masyadong mahalaga emission at pagsipsip ng liwanag sa pamamagitan ng atoms. Line spectra - ay isang resulta ng mga ito kababalaghan at ang batayan para sa pag-aaral ng istraktura ng matter.

istraktura ng atom

Ang mga siyentipiko sa sinaunang Greece iminumungkahi na ang marmol ay binubuo ng ilang mga piraso ng mga hindi mahahati "atom." At bago ang katapusan ng ikalabinsiyam na siglo, ang mga tao isipan ito ay ang pinakamaliit na particle ng matter. Ngunit ang karanasan ng Rutherford sa pagbuwag sa mga mabibigat na mga particle sa gintong palara ay nagpakita na ang mga atom ay mayroon ding isang panloob na istraktura. Malakas na nucleus ay nasa gitna at positibo sisingilin, magaan negatibong mga electron umiikot sa kanya.

Paradoxes ng atoms sa loob ng Maxwell 's theory

Ang mga natuklasan ay may ibinigay na tumaas sa ilang mga paradoxes: ayon sa Maxwell 's equation, ang anumang mga paglipat ng sisingilin tipik emits isang electromagnetic field, samakatuwid, loses enerhiya. Bakit, kung gayon, ang mga electron ay hindi nabibilang sa mga nucleus, at magpatuloy upang i-rotate? Ito ay din hindi malinaw kung bakit ang bawat atom sumisipsip o emits photons ng isang tiyak na wavelength lamang. Bohr teorya na ginawa posible upang gamutin ang mga depekto sa pamamagitan ng pagpasok orbital. Ayon sa mga tenets ng teorya na ito, ang mga electron sa paligid ng nucleus ay maaaring lamang sa mga orbital. Ang transition sa pagitan ng dalawang magkaratig-estado ay sinamahan alinman sa pamamagitan ng pagpapalabas o pagsipsip ng isang poton na may isang tiyak na enerhiya. Ang emission at pagsipsip ng liwanag sa pamamagitan ng mga atom ay tiyak dahil sa ito.

wavelength, kadalasan, enerhiya

Para sa isang mas kumpletong larawan na kailangan mo upang makipag-usap nang kaunti tungkol sa photons. Ang mga ito ay mga elementaryong partikulo na walang pahinga masa. Sila ay umiiral lamang hangga't gumagalaw sa pamamagitan ng kapaligiran. Ngunit ang bigat pa rin magkaroon ng: nakamamanghang ibabaw, ihatid nila ito ng isang salpok na maaaring naging imposible na walang ang masa. Lamang ng isang pulutong ng mga ito ay convert sa enerhiya, ginagawa ang sangkap ng kung saan sila pindutin at sila ay hinihigop, isang maliit na mas mainit. Bohr teorya ay hindi ipaliwanag ang katotohanan. Ang mga katangian ng poton at ang mga tampok ng pag-uugali nito ay inilalarawan sa pamamagitan ng kuwantum pisika. Kaya, ang poton - parehong wave at particle na may masa. Photon, at tulad ng isang wave ay may mga sumusunod na katangian: isang haba (λ), isang dalas (ν), enerhiya (E). Ang mas mahaba ang wavelength ay mas mababa ang frequency, at mas mababa ang enerhiya.

Ang spectrum ng isang atom

Ang atomic spectrum ay nabuo sa ilang mga yugto.

1. Electronic switch sa atom na may orbital 2 (ng mas mataas na enerhiya) sa ang orbital 1 (na may mababang enerhiya mas mababa).
2. Tiyak na halaga ng enerhiya ay inilabas, na kung saan ay binuo bilang isang quantum ng liwanag (hν).
3. poton na ito ay emitted sa mga nakapaligid na space.

Kaya ito ay nakuha at line spectrum atom. Bakit tinawag na paraan, ay nagpapaliwanag kanyang form kapag espesyal na aparato "catch" ang mga papalabas na mga photons ng ilaw sa isang recording device nakapirming numero ng mga linya. Upang paghiwalayin ang mga photon ng mga iba't ibang mga wavelength, na ginagamit ng ang pagdidiprakt phenomenon waves na may iba't ibang mga frequency ay may iba't ibang repraktibo index, samakatuwid, isa pang pinalihis kaysa sa iba.

Mga katangian ng sangkap at spectra

Ang linya spectrum ng mga sangkap ay natatangi para sa bawat uri ng atomo. Iyon ay, sa paglabas ng hydrogen ay magbibigay ng isang set ng mga linya, at ginto - isa. katunayan na ito ay ang batayan para sa ang application ng spectroscopy. Ang pagkakaroon na nakuha spectrum anumang bagay, ang isa ay maaaring maunawaan kung ano ay sa sangkap, sa atoms nito inayos na kamag-anak sa bawat isa. Ang pamamaraan na ito ay nagbibigay-daan sa iyo upang tukuyin at iba't-ibang mga katangian ng mga materyales, na kung saan ay madalas na gumagamit ng kimika at pisika. Pagsipsip at paglabas ng liwanag sa pamamagitan ng atoms - isa sa mga pinaka-karaniwang mga tool para sa pag-aaral ng mga nakapaligid na mundo.

Drawbacks emission spectra

Hanggang sa puntong ito sabi ni higit pa tungkol sa kung paano atoms naglalabas. Ngunit kadalasan, ang lahat ng mga electron ay nasa orbitals sa punto ng balanse ng estado nito, wala silang dahilan upang lumipat sa iba pang mga estado. Ang sangkap na ay isang bagay na tinanggihan, dapat muna itong absorb ang enerhiya. Ang kakulangan ng isang paraan na nagsasamantala sa pagsipsip at paglabas ng liwanag atom. Sa madaling sabi sabihin na ang unang bagay na sa init o liwanag, bago namin makuha ang spectrum. Isyu ay hindi lumabas dahil, kung ang isang scientist sa pag-aaral ng mga bituin, at sa gayon sila'y makintab sa pamamagitan ng kanilang sariling panloob na mga proseso. Ngunit kung gusto mong mag-aral ng isang piraso ng mineral o pagkain produkto, upang makuha ang spectrum na ito ay talagang kinakailangan upang sunugin. Ang pamamaraan na ito ay hindi palaging ang kaso.

pagsipsip spectra

Emission at pagsipsip ng liwanag sa pamamagitan ng mga atom bilang paraan "gumagana" sa dalawang panig. Maaari mong i-Shine ng liwanag sa substansiya broadband (ie, isa kung saan may mga photons ng iba't ibang mga wavelength), at pagkatapos ay makita kung ano iwagayway haba absorb. Ngunit ang paraan na ito ay angkop hindi palagi, siguraduhin na ang materyal ay transparent sa ang nais na bahagi ng electromagnetic scale.

Ng husay at dami na pagtatasa

Ito ay naging malinaw na spectra natatangi sa bawat sangkap. Mambabasa ay maaaring tapusin na ang pag-aaral na ito ay ginagamit lamang upang matukoy ang materyal mula sa kung saan ito ay ginawa. Gayunpaman, ang mga posibleng hanay ay mas mas malawak na. bilang ng mga atomo sa loob ng compound ay maaaring itakda gamit ang mga espesyal na pamamaraan na lapad na pagsusuri at pagkilala at intensity ng ang mga nagresultang mga linya. Dagdag pa rito, ang tagapagpahiwatig na maaaring ipinahayag sa iba't ibang mga unit:

• porsyento (halimbawa, gawin ang haluang metal ay naglalaman ng 1% alumina);
• sa moles (dissolved sa likido 3 Mol ng sodium chloride);
• sa gramo (naroroon sa mga sample ng 0.2 g ng uraniyum toriyum 0.4 gramo).

Minsan ang pag-aaral ay halo-halong: parehong ng husay at dami. Ngunit samantalang physicists kabisado posisyon ng linya, at sinusuri ang kanilang mga lilim sa tulong ng mga espesyal na mga talahanayan, ngunit ngayon ang lahat ng ito ay gumagawa ng mga programa.

Ang paggamit ng spectrum

Nakapagpadala na kami ng tinalakay sa mga detalye, kung ano ang emission at pagsipsip ng liwanag sa pamamagitan ng atoms. Spectral pagtatasa ay ginagamit masyadong malawak. Walang lugar ng aktibidad ng tao, hindi mahalaga kung saan tayo isinasaalang-alang ang phenomenon ay nagamit. Narito ang ilan sa mga ito:

1. Sa simula ng artikulong ito, kami talked tungkol sa smartphones. elemento Silicon semiconductor ay naging kaya maliit, kabilang ang sa pamamagitan ng crystals pananaliksik gamit multo pagtatasa.
2. Kung ang anumang insidente ito ay ang pagiging natatangi ng mga elektron shell ng bawat atom ay tumutukoy kung anong uri ng bullet fired una, kung bakit ang mga basag na frame ng machine o bumagsak tower crane, pati na rin ang ilang mga lason poisoned tao at kung magkano ang oras na ginugol niya sa tubig.
3. Gamot na ginagamit parang multo pagtatasa sa kanilang kalamangan pinaka-madalas na may kaugnayan sa mga likido sa katawan, ngunit ito ang mangyayari na ang pamamaraan na ito ay inilapat sa tisiyu.
4. Malalayong galaxy, cosmic ulap ng gas, mga planeta sa harap ng mga bituin - ang lahat ng ito ay nag-aral sa pamamagitan ng liwanag at ang agnas sa spectra. Siyentipiko malaman ang mga bahagi ng mga bagay, ang kanilang bilis, at ang mga proseso na nagaganap sa mga ito dahil sa ang katunayan na maaari nilang makuha at pag-aralan ang mga photons sila humalimuyak o absorb.

electromagnetic scale

Karamihan sa lahat, bayaran namin ng pansin sa nakikitang liwanag. Ngunit sa electromagnetic scale segment na ito ay napakaliit. Ang katotohanan na ang mata ng tao ay hindi ayusin ang mas malawak na pitong kulay ng bahaghari. Maaari naglalabas at hithitin hindi lamang nakikita photons (λ = 380-780 nm), ngunit ang iba pang mga photons. Electromagnetic scale ay kabilang ang:

1. Radio waves (λ = 100 kilometro) magpadala ng impormasyon sa paglipas ng mahabang distansya. Dahil sa napakalaking wavelength, ang kanilang enerhiya ay napakababa. Ang mga ito ay napaka-madaling hinihigop.
2. Terahertz alon (λ = 1-0,1 millimeters) hanggang kamakailan, ay hindi kaagad na makukuha. Noong nakaraan, ang kanilang mga hanay ay kabilang ang radio waves, ngunit ngayon ito segment ng electromagnetic scale ay inilalaan sa isang hiwalay na klase.
3. Infrared Wavelength (λ = 0,74-2000 micrometers) heat transfer. Fire, ilaw, sun naglalabas kanila na sagana.

Nakikitang ilaw namin masuri, para sa karagdagang detalye tungkol dito ay hindi sumulat.

Ultraviolet wavelength (λ = 10-400 nm) nakamamatay para sa tao na labis, ngunit ang kanilang kawalan ay hindi maibabalik. Ang aming gitnang bituin ay nagbibigay ng isang pulutong ng ultraviolet light, at atmospera ng Daigdig napapanatili ang karamihan sa mga ito.

X-ray at gamma ray (λ <10 nm) ay isang pangkaraniwang saklaw, ngunit naiiba sa pinanggalingan. Upang makakuha ng mga ito, ito ay kinakailangan upang ikalat electron o atoms sa mataas na velocities. Laboratory ng mga tao ang kakayahan na ito, ngunit sa likas na katangian ng naturang kapangyarihan lamang nagaganap sa loob ng mga bituin, o ang banggaan ng napakalaking bagay. Ang isang halimbawa ng sa huli proseso ay maaaring magsilbi bilang mga pagsabog ng supernova, ang pagsipsip ng bituin sa pamamagitan ng isang black hole, ang sagupaan ng dalawang mga kalawakan at galaxy at napakalaking ulap ng gas.

Electromagnetic waves ng lahat ng mga saklaw, lalo kanilang kakayahan upang maging emitted at hinihigop ng mga atom, ay ginagamit sa aktibidad ng tao. Anuman ang katotohanan na ang reader pinili (o lamang sa mga hinirang) bilang mga landas ng kanyang buhay, siya ay tiyak na mukha sa mga resulta ng mga multo pag-aaral. Ang nagbebenta Tinatangkilik ng modernong terminal pagbabayad dahil sa sandaling ang siyentipiko-aral ang mga katangian ng sangkap at lumikha ng isang microchip. Agraryo fertilizes ang mga patlang at mangolekta ng mataas na magbubunga ay ngayon lamang dahil minsan sa isang heologo natuklasan sa isang piraso ng posporus mineral. Siya may kanya-kanyang maliwanag na damit lamang sa pamamagitan ng pag-imbento ng paulit-ulit na dyes kemikal.

Ngunit kung ang reader nais na ikonekta ang kanyang buhay sa mundo ng agham, mayroon kang upang pag-aralan ng maraming higit pa kaysa sa pangunahing mga konsepto ng proseso ng emission at pagsipsip ng mga photons ng ilaw sa atoms.