Emisja i absorpcja światła przez węgla. Pochodzenie widma liniowego

Artykuł ten stanowi zasadnicze pojęcia należy zrozumieć jego emisja i absorpcja światła przez węgla. Istnieje również opisano zastosowanie tych zjawisk.

Smartphone i fizyka

Człowiek, który urodził się po 1990 roku, jego życie bez wielu urządzeń elektronicznych nie mogą zapewnić. Smartfon zastępuje nie tylko telefon, ale również pozwala na monitorowanie kursów wymiany, do transakcji, aby wezwać taksówkę, a nawet odpowiadać astronautów na pokładzie ISS, dzięki ich zastosowaniu. Odpowiednio, i są postrzegane przez wszystkich tych asystentów cyfrowych jak oczywistością. Emisja i absorpcja światła przez atomy, które tworzą i umożliwił erę zmniejszenie wszelkiego rodzaju urządzeń, więc czytelnicy będą wydawać się nudny temat na lekcji fizyki. Ale to gałąź fizyki dużo interesujące i ekscytujące.

Teoretyczne do otwierania widm

Jest takie powiedzenie: „Ciekawostką przed upadkiem” Ale to wyrażenie raczej z faktu, że związek jest źle lepiej nie ingerować. Jeśli jednak pokazują ciekawość do świata, nic złego się nie stanie. Pod koniec XIX wieku, ludzie zaczęli rozumieć naturę magnetyzm (który jest dobrze udokumentowany w układzie równań Maxwella). Kolejne pytanie, które pozwoliłyby naukowcom, stała się budowa materii. Konieczne jest, aby od razu wyjaśnić, bo nauka nie jest bardzo cenny emisji i absorpcji światła przez atomy. Linia Widma – jest konsekwencją tego zjawiska i podstawą do badań nad strukturą materii.

Struktura atomu

Naukowcy w starożytnej Grecji sugerują, że marmur składa się z kilku części niepodzielnych „atomów”. I przed końcem XIX wieku, ludzie myśleli, że to najmniejsze cząstki materii. Jednak doświadczenia Rutherford na rozproszenie ciężkich cząstek na folii złota wykazały, że atom posiada wewnętrzną strukturę. Ciężkie jądro znajduje się w centrum i dodatnio naładowane elektrony ujemne, lekkie krążą wokół niego.

Paradoksy węgla w teorii Maxwell

Te odkrycia doprowadziły do wielu paradoksów: zgodnie z równaniami Maxwella, każdy porusza naładowana cząstka emituje pole elektromagnetyczne, dlatego traci energię. Dlaczego więc elektrony nie wchodzą do jądra i nadal obracać? Nie było też jasne, dlaczego każdy atom absorbuje lub emituje fotony tylko pewnej długości fali. Teoria Bohra pozwoliło wyleczyć wady wprowadzając orbitali. Zgodnie z założeniami niniejszego teorią elektronów wokół jądra może być tylko na tych orbitali. Przejście pomiędzy dwoma sąsiadującymi ze stanów towarzyszy albo emisji lub absorpcji fotonu z pewną energię. Emisja i absorpcja światła przez atomy właśnie z tego powodu.

długość fali częstotliwości, energia

Dla pełniejszego obrazu trzeba mówić trochę o fotonów. Są to cząstki elementarne, które nie mają masę odpoczynku. Istnieją one tylko tak długo, jak poruszanie się po otoczeniu. Ale waga jeszcze: uderzeniu w powierzchnię, przekazują mu impuls, który byłby niemożliwy bez masy. Po prostu dużo z nich jest przekształcana w energię, co do istoty, z których trafią i są wchłaniane, trochę cieplej. Teoria Bohra nie wyjaśnia ten fakt. Właściwości fotonu i cechy jego zachowanie jest opisany mechaniki kwantowej. Tak foton – zarówno fal i cząstka o masie. Fotonów i jak fala ma następujące właściwości: długość (λ), FREQUENCY (ν), energii (E). Im dłużej długości fali niższa częstotliwość, a im niższa energia.

Widmo atomu

Widmo atomowa jest utworzony w kilku etapach.

1. Przełączniki elektroniczne w atomu orbitalnej 2 (o wyższej energii) w orbitalnej 1 (o małej energii mniej).
2. Pewna ilość energii jest uwalniane, która jest ukształtowana jako kwantowej światła (hν).
3. Ten foton emitowany jest do otaczającej przestrzeni.

W ten sposób uzyskuje się i widmo linia atomu. Dlaczego jest to nazywane w ten sposób, wyjaśnia swoją formę podczas specjalne urządzenia „złapać” wychodzące fotonów światła na urządzenie rejestrujące ustalonej liczby wierszy. Aby oddzielić fotony o różnych długościach fali, wykorzystywanych przez zjawisko dyfrakcji fal o różnych częstotliwościach mają inny współczynnik załamania światła, a więc jeden odchylony od drugiego.

Właściwości substancji i widm

Widmo linia substancji jest unikalny dla każdego rodzaju węgla. Oznacza to, że w emisji wodoru daje jeden zestaw przewodów i złota – inne. Fakt ten stanowi podstawę do zastosowania spektroskopii. Po uzyskaniu niczego widma, można zrozumieć, co jest w istocie, w jego atomy ułożone względem siebie. Metoda ta pozwala na zdefiniowanie i różne właściwości materiałów, które często używa chemii i fizyki. Absorpcja i emisja światła przez atomy – jeden z najbardziej powszechnych narzędzi do badania otaczającego świata.

Widma emisji wady

Do tej pory mówi więcej o tym, jak atomy emitują. Ale zwykle, wszystkie elektrony są w orbitali w stanie równowagi, nie mają powodu, aby przejść do innych państw. Substancja jest coś odrzucony, musi najpierw pochłaniają energię. Ten brak sposobu, wykorzystującego absorpcji i emisji światła, atom. Krótko powiedzieć, że pierwsza sprawa na ciepło lub światło, zanim otrzymamy widmo. Problemy nie pojawią się, jeśli naukowiec studia gwiazdy, a więc oni prześwitywać własnych procesów wewnętrznych. Ale jeśli chcesz studiować kawałek rudy lub produktu spożywczego, aby uzyskać widmo to jest rzeczywiście konieczne, aby spalić. Ta metoda nie zawsze tak jest.

Widma absorpcyjne

Emisja i absorpcja światła przez atomy jako metoda „pracuje” na dwóch bokach. Można świecić światło na szerokopasmowych substancji (czyli taki, w którym istnieją fotony o różnych długościach fal), a następnie sprawdzić, co absorbują długości fali. Ale ta metoda nie zawsze jest odpowiednia, należy pamiętać, że materiał jest przezroczysty do pożądanego części skali elektromagnetycznego.

Analiza jakościowa i ilościowa

Stało się jasne, że widm unikalne dla każdej substancji. Czytelnik może stwierdzić, że analiza ta służy wyłącznie do określenia materiału, z którego jest on wykonany. Jednak możliwy zakres jest znacznie szerszy. liczba atomów w związku, mogą być ustawiane za pomocą specjalnych technik analizy i szerokość rozpoznawania i intensywności uzyskanych linii. Ponadto, wskaźnik ten może być wyrażone w innych jednostkach:

• Procent (na przykład, stop zawiera od 1% tlenku glinu);
• w molach (rozpuszczonego w tym płynnym 3 moli chlorku sodu);
• w gramach (w próbce 0,2 g uranu i toru 0,4 g).

Czasami analiza jest mieszany: zarówno jakościowy i ilościowy. Ale podczas gdy fizyków zapamiętane położenie linii i oceniano ich odcień za pomocą specjalnych tabel, ale teraz to wszystko sprawia, że program.

Wykorzystanie widma

Mamy już omówione szczegółowo, co emisja i absorpcja światła przez atomy. Analiza widmowa jest używane bardzo szeroko. Nie ma dziedziną działalności ludzkiej, bez względu na to, gdzie rozważa zjawisko użyto. Oto niektóre z nich:

1. Na początku tego artykułu, rozmawialiśmy o smartfonach. Elementy półprzewodnikowe krzemu stały się tak małe, w tym za pomocą kryształków badań z zastosowaniem analizy widmowej.
2. W przypadku jakiegokolwiek wypadku jest to wyjątkowość powłoki elektronowej każdego atomu decyduje jaką kula wystrzelona pierwsze, dlaczego samochód się zepsuł ram lub dźwig wieżowy, jak również niektóre trucizny zatrucia ludzi i ile czasu spędził w wodzie.
3. Lek stosowany do analizy spektralnej ich korzyść najczęściej w odniesieniu do płynów ustrojowych, ale zdarza się, że ta metoda jest stosowana do tkanek.
4. Odległe galaktyki, kosmiczne chmury gazu, planet przed gwiazdami – to wszystko jest badane przez światła i jego rozkładu w widmach. Naukowcy wiedzą skład tych obiektów, ich szybkość i procesów zachodzących w nich ze względu na fakt, że mogą one przechwytywania i analizowania fotony emitują lub wchłonięcia.

skala elektromagnetyczna

Przede wszystkim zwracamy uwagę na światło widzialne. Ale w skali elektromagnetycznego segment ten jest bardzo mały. Fakt, że ludzkie oko nie rozwiąże wiele szersze siedem kolorów tęczy. Można wydzielać i absorpcji nie tylko widoczne fotonów (λ = 380-780 nm), ale inne fotonów. Skala elektromagnetyczne obejmuje:

1. Fale radiowe (X = 100 kilometrów) przekazywać informacje na długich dystansach. Ze względu na bardzo dużej długości fali, ich energia jest bardzo niska. Są one bardzo łatwo się wchłania.
2. Terahercowych fali (X = 1-0,1 mm) aż do niedawna nie były łatwo dostępne. Wcześniej ich zakres obejmuje fale radiowe, ale teraz ten segment skali elektromagnetycznego jest alokowana w oddzielnej klasie.
3. Podczerwonego (X = 0,74-2000 mikrometrów) wymiany ciepła. Ogień, światło, słońce emituje je w obfitości.

Światło widzialne dokonaliśmy przeglądu, więc więcej szczegółów o nim nie napisze.

Długość fali promieniowania ultrafioletowego (λ = 10-400 nm) śmiertelny dla człowieka w nadmiarze, ale ich wadą jest nieodwracalne. Nasza centralna gwiazda daje dużo światła ultrafioletowego, a atmosfera Ziemi zachowuje większość z nich.

Rentgenowskie i promienie gamma (X <10 nm) mają wspólny szereg, ale różnią się pod względem pochodzenia. W celu ich otrzymania, jest konieczne dyspergowanie elektrony lub atomami, do bardzo dużych prędkości. Pracownia ludzie są zdolni, ale z natury taką mocą tylko wystąpić wewnątrz gwiazd lub kolizji masywnych obiektów. Przykład tego ostatniego sposobu mogą służyć jako supernova eksplozje wchłanianie gwiazdy czarną dziurę, spotkanie dwóch galaktyk i galaktyk i masywne chmury gazu.

Fale elektromagnetyczne wszystkich zakresach, to jest ich zdolność do emisji i absorpcji przez węgla stosuje się w działalności ludzkiej. Niezależnie od faktu, że czytelnik wybrał (lub tylko wybranych) jako ścieżki jego życie, on na pewno twarz z wynikami badań spektralnych. Sprzedający posiada nowoczesny terminal płatności bo gdy naukowiec badali właściwości substancji i stworzył mikrochip. Agrarna nawozi pola i zbierać plony są wysokie, ponieważ teraz tylko raz geolog odkrył w kawałek rudy fosforu. Nosi jasne ubrania tylko z wynalezieniem trwałych barwników chemicznych.

Ale jeśli czytelnik chce połączyć swoje życie ze światem nauki, trzeba uczyć się o wiele więcej niż podstawowe pojęcia procesu emisji i absorpcji fotonów światła w atomach.