L-emissjoni u l-assorbiment tad-dawl minn atomi. L-oriġini ta 'spettri linja

Dan l-artikolu jipprovdi l-kunċetti bażiċi meħtieġ biex jinftiehem kif l-emissjoni u l-assorbiment tad-dawl minn atomi. Hemm hija deskritta wkoll l-użu ta 'dawn il-fenomeni.

Smartphone u fiżika

Il-bniedem li twieled wara l-1990, il-ħajja tiegħu mingħajr varjetà ta 'mezzi elettroniċi ma jistgħux jipprovdu. L-smartphone mhux biss jissostitwixxi l-telefon, iżda wkoll jagħmilha possibbli li tissorvelja l-rati tal-kambju, li jinnegozjaw, li jsejħu taxi u anke jikkorrispondu mal-astronawti abbord il-ISS, permezz ta 'applikazzjoni tagħhom. Rispettivament, u huma perċepiti minn dawk kollha assistenti diġitali bħala kwistjoni ta 'kors. L-emissjoni u l-assorbiment tad-dawl minn atomi li jagħmlu u għamlu possibbli l-era tat-tnaqqis kull tip ta 'apparat, sabiex qarrejja se jidhru suġġett boring fil-lezzjonijiet fiżika. Iżda din il-fergħa tal-fiżika ħafna interessanti u eċċitanti.

isfond teoretiku għall-ftuħ tal-ispettra

Hemm tgħid: ". Il-kurżità qabel tnaqqis" Iżda din l-espressjoni pjuttost għall-fatt li r-relazzjoni ħażin huwa aħjar li ma jinterferixxu. Jekk, madankollu, juru kurżità lejn id-dinja, xejn ħażin mhux se jiġri. Fl-aħħar tas-seklu dsatax, in-nies bdew jifhmu l- natura ta 'manjetiżmu (li huwa dokumentat sew fis-sistema ta' ekwazzjonijiet Maxwell). Il-mistoqsija li jmiss, li għandha tippermetti xjentisti, sar l-istruttura tal-materja. Huwa neċessarju li jiġu ċċarati immedjatament: għax-xjenza hija ta 'valur mhux emissjoni awto u l-assorbiment tad-dawl minn atomi. Linja spettri - hija konsegwenza ta 'dan il-fenomenu u l-bażi għall-istudju tal-istruttura tal-materja.

istruttura tal-atomu

Xjentisti fil-Greċja antika jissuġġerixxu li l-irħam hija magħmula minn xi wħud mill-biċċiet indiviżibbli "atomi". U qabel tmiem tas-seklu dsatax, in-nies ħasbu li kien l-iżgħar partiċelli ta 'materja. Iżda l-esperjenza ta 'Rutherford fuq it-tixrid ta' partiċelli kbar fuq il-fojl deheb wriet li l-atomu għandha wkoll struttura ta 'ġewwa. nukleu tqil huwa fiċ-ċentru u b'positive charge, elettroni negattivi ħfief jduru madwar lilu.

Paradossi tal atomi fi ħdan l-teorija Maxwell

Dawn is-sejbiet taw lok għal diversi paradossi: skond Maxwell 's ekwazzjonijiet, kull partiċella ċċarġjata jiċċaqalqu temetti kamp elettromanjetiku, għalhekk, jitlef l-enerġija. Għaliex, mela, l-elettroni ma jaqgħux fil-nukleu, u jkomplu jduru? Kien ukoll Mhuwiex ċar għaliex kull atomu jassorbi jew jemetti biss il-photons ta 'ċerta wavelength. teorija Bohr għamlitha possibbli li tfejjaq l-difetti billi ddaħħal orbitals. Skond il-prinċipji ta 'din it-teorija, l-elettroni madwar l-nukleu jista' jkun biss fuq dawn orbitals. It-tranżizzjoni bejn iż-żewġ stati ġirien hija akkumpanjata jew mill-emissjoni jew l-assorbiment ta 'photon ma' ċertu enerġija. L-emissjoni u l-assorbiment tad-dawl minn atomi huwa preċiżament minħabba dan.

wavelength, il-frekwenza, l-enerġija

Għal stampa aktar kompleta għandek bżonn biex jitkellmu ftit dwar photons. Dawn huma partiċelli elementari li jkollhom l-ebda massa mistrieħ. Dawn jeżistu biss sakemm jiċċaqilqu permezz tal-ambjent. Iżda l-piż għad għandhom: jolqot il-wiċċ, huma jittrasmettu magħha impuls li kienet tkun impossibbli mingħajr il-massa. Biss ta 'lott ta' dan huwa kkonvertit enerġija, li tagħmel is-sustanza li huma hit u huma assorbiti, ftit tisħon. teorija Bohr ma tispjegax dan il-fatt. -Proprjetajiet tal-photon u l-karatteristiċi tal-imġiba tiegħu hija deskritta bil-fiżika kwantistika. Għalhekk, il-foton - kemm mewġ u partiċelli ma 'massa. Foton, u bħal mewġa għandu l-karatteristiċi li ġejjin: a tul (λ), frekwenza (ν), l-enerġija (E). L-aktar il-wavelength l-inqas il-frekwenza, u l-inqas l-enerġija.

L-ispettru ta 'atomu

L-ispettru atomiku hija ffurmata f'diversi stadji.

1. swiċċijiet elettroniċi fil-atomu ma orbitali 2 (ta 'enerġija ogħla) fuq il orbitali 1 (bl-enerġija baxxa inqas).
2. Ċertu ammont ta 'enerġija hija meħlusa, li hija ffurmata bħala quantum ta' dawl (hν).
3. Dan foton joħroġ fl-ispazju madwar.

Għalhekk hija kisbet u atomu ispettru linja. Għaliex huwa msejjaħ il-mod, jispjega forma tiegħu meta apparat speċjali "qabda" il photons ħierġa ta 'dawl fuq għadd fiss mezz reġistrazzjoni ta' linja. Biex photons ta wavelengths differenti, użati mill-mewġ fenomenu diffrazzjoni ma 'frekwenzi differenti separati jkollhom indiċi rifrattiv differenti, għalhekk, wieħed aktar milwi mill-oħra.

Proprjetajiet ta 'sustanzi u ispektra

L-ispettru linja tas-sustanza huwa uniku għal kull tip ta 'atomi. Dan huwa, fil-emissjoni ta 'idroġenu se jagħti sett wieħed ta' linji, u deheb - oħra. Dan il-fatt huwa l-bażi għall-applikazzjoni ta 'spettroskopija. Wara li kiseb l-xejn ispettru, wieħed jista 'jifhem dak li huwa fis-sustanza, fil atomi tagħha rranġati relattivi għal xulxin. Dan il-metodu jippermetti li inti tiddefinixxi u l-proprjetajiet varji tal-materjali, li spiss juża kimika u l-fiżika. Assorbiment u l-emissjoni ta 'dawl minn atomi - waħda mill-għodod l-aktar komuni għall-istudju tad-dinja tal-madwar.

ispektra emissjoni żvantaġġi

Sa dan il-punt jgħid aktar dwar kif atomi jarmu. Iżda ġeneralment, l-elettroni huma orbitals fl-istat ekwilibriju tagħha, dawn ma jkollhom ebda raġuni biex jimxu lejn stati oħra. Is-sustanza hija xi ħaġa miċħuda, għandu l-ewwel jassorbu l-enerġija. Dan in-nuqqas ta 'metodu li jisfrutta l-assorbiment u l-emissjoni ta' atomu dawl. Fil-qosor jgħidu li l-ewwel kwistjoni għas-sħana jew dawl, qabel irridu jiksbu l-ispettru. Kwistjonijiet mhux se jinqalgħu, jekk xjenzat tistudja l-istilel, u għalhekk dawn shine permezz ta 'proċessi interni tagħhom stess. Iżda jekk inti tixtieq li tistudja biċċa ta 'minerali jew prodott tal-ikel, biex tikseb l-ispettru huwa effettivament neċessarju biex jaħarqu. Dan il-metodu mhuwiex dejjem il-każ.

ispettra assorbiment

Emissjonijiet u assorbiment ta 'dawl minn atomi bħala metodu "xogħlijiet" fiż-żewġ naħat. Tista 'shine dawl fuq sustanza broadband (jiġifieri, waħda li fiha hemm photons ta wavelengths differenti), u mbagħad tara dak mewġa tulijiet jassorbi. Iżda dan il-metodu huwa adattat mhux dejjem, kun żgur li l-materjal huwa trasparenti għall-parti mixtieqa tal-iskala elettromanjetika.

analiżi kwalitattiva u kwantitattiva

Deher ċar li spettri uniku għal kull sustanza. Il-qarrej jista 'jikkonkludi li din l-analiżi hija użata biss biex tiddetermina l-materjal li minnu huwa magħmul. Madankollu, il-firxa possibbli huwa ferm usa '. numru ta 'atomi ġewwa reċint jista' jiġi ssettjat billi jintużaw tekniki speċjali eżami wisa 'u r-rikonoxximent u l-intensità tal-linji li jirriżultaw. Barra minn hekk, dan l-indikatur jista 'jiġi espress f'unitajiet differenti:

• persentaġġ (pereżempju, dan liga fiha 1% alumina);
• f'moli (maħlul fl dan il-likwidu 3 mol klorur tas-sodju);
• fi grammi (preżenti fil-kampjun ta '0.2 g ta' uranju u torju 0.4 grammi).

Xi kultant l-analiżi hija mħallta: kemm kwalitattiva u kwantitattiva. Iżda billi fiżiċi pożizzjoni tal-linji memorizzati, u evalwati dell tagħhom bl-għajnuna ta imwejjed speċjali, iżda issa dan kollu jagħmel il-programm.

L-użu tal-ispettru

Aħna diġà diskussi fid-dettall, dak l-emissjoni u l-assorbiment tad-dawl minn atomi. analiżi spettrali hija użata b'mod wiesa 'ħafna. M'hemm l-ebda qasam ta 'attività tal-bniedem, irrispettivament minn fejn aħna qed jikkunsidraw il-fenomenu kien użat. Hawn huma xi wħud minnhom:

1. Fil-bidu ta 'dan l-artikolu, aħna tkellem dwar smartphones. Elementi silikon semikondutturi saru tant żgħar, inkluż permezz kristalli riċerka permezz ta 'analiżi spettrali.
2. Jekk xi inċident huwa l-uniċità tal-qoxra elettron 'kull atomu tiddetermina liema tip ta' bulit sparati ewwel, għaliex il-karozza fallew qafas jew krejnijiet torri, kif ukoll xi velenu velenu nies u kemm ħin huwa qatta fl-ilma.
3. Mediċina użata analiżi spettrali għall-vantaġġ tagħhom ħafna drabi fir-rigward fluwidi tal-ġisem, iżda jiġri li dan il-metodu huwa applikat għall-tessuti.
4. galaxies bogħod, sħab tal-gass kożmika, pjaneti quddiem l-istilel - dan kollu huwa studjat permezz ta 'dawl u dekomposizzjoni f ispektra tagħha. Ix-xjentisti jafu l-kompożizzjoni ta 'dawn l-oġġetti, il-veloċità tagħhom, u l-proċessi li jseħħu fihom minħabba l-fatt li dawn jistgħu jaqbdu u tanalizza l-photons li jitfa jew jassorbu.

iskala elettromanjetika

Fuq kollox, aħna jagħtu attenzjoni għad-dawl viżibbli. Imma fuq l-iskala elettromanjetiku dan is-segment huwa żgħir ħafna. Il-fatt li l-għajn tal-bniedem ma tiffissa ħafna usa seba 'kuluri tal-qawsalla. Jista 'jarmi u jassorbu mhux biss photons viżibbli (λ = 380-780 nm), iżda photons oħra. iskala elettromanjetika tinkludi:

1. mewġ tar-radju (λ = 100 kilometru) tittrażmetti informazzjoni fuq distanzi twal. Minħabba l-wavelength kbir ħafna, l-enerġija tagħhom hija baxxa ħafna. Huma faċilment assorbit.
2. mewġa terahertz (λ = 1-0,1 millimetri) sa ftit ilu, ma kinux disponibbli faċilment. Preċedentement, il-firxa tagħhom jinkludi mewġ tar-radju, iżda issa dan is-segment tas-iskala elettromanjetika hija allokata fi klassi separata.
3. Infra-aħmar Wavelength (λ = 0,74-2000 mikrometri) trasferiment tas-sħana. Nar, dawl, tax-xemx jarmu minnhom fl-abbundanza.

dawl viżibbli aħna riveduti, sabiex aktar dettalji dwar dan mhux se jiktbu.

wavelength ultra-vjola (λ = 10-400 nm) letali għall-bniedem fl-eċċess, iżda iżvantaġġ tagħhom hija irriversibbli. istilla ċentrali tagħna jagħti ħafna ta 'dawl ultravjola, u l-atmosfera tad-Dinja żżomm aktar ta' dan.

X-rays u raġġi gamma (λ <10 nm) għandhom firxa komuni, imma li jvarjaw fl-oriġini. Biex tikseb minnhom, huwa meħtieġ li tferrex elettroni jew atomi għal veloċitajiet għolja ħafna. Laboratorju ta 'nies huma kapaċi, iżda fin-natura ta' tali enerġija jseħħ biss stilla ġewwa, jew il-kolliżjonijiet ta 'oġġetti enormi. Eżempju tal-proċess aħħar jistgħu jservu splużjonijiet bħala supernova, l-assorbiment tal-istilla minn toqba sewda, l-jiltaqgħu ta 'żewġ galaxies u galaxies u sħab enormi ta' gass.

mewġ elettromanjetiku ta 'meded kollha, jiġifieri l-kapaċità tagħhom li jiġu emessi u assorbiti mill atomi, huma użati fl-attività tal-bniedem. Irrispettivament mill-fatt li l-qarrej ikun għażel (jew biss għal jeleġġi) bħala mogħdijiet tal-ħajja tiegħu, huwa ċertament imb'wiċċ mal-riżultati ta 'studji spettrali. Il-bejjiegħ tgawdi minn terminal ħlas moderna minħabba li ladarba l-xjenzat studjat l-proprjetajiet tas-sustanzi u ħolqot mikroċippa. Agrarja fertilizes l-oqsma u jiġbru rendimenti għoljin issa huma biss minħabba li ladarba geologist skoperti fil-biċċa ta 'mineral fosfru. Hi jilbes ħwejjeġ bright biss bl-invenzjoni tal żebgħa kimiċi persistenti.

Iżda jekk il-qarrej tixtieq li jgħaqqdu l-ħajja tiegħu mad-dinja tax-xjenza, inti għandek tistudja ħafna aktar mill-kunċetti bażiċi tar-radjazzjoni u l-assorbiment ta 'quanta dawl atomi.