ร่างใดมีลักษณะเป็นแถบสเปกตรัม สเปกตรัมลาย วิธีการกำหนดองค์ประกอบทางเคมีตามสเปกตรัม

สเปกตรัมรังสีมีสามประเภท - แบบเส้น ลายทาง และแบบต่อเนื่อง สเปกตรัมของเส้นจะถูกสังเกตเมื่ออะตอมหรือไอออนแต่ละตัวปล่อยออกมา ประกอบด้วยเส้นจำนวนหนึ่งซึ่งมีลักษณะเฉพาะของสสารที่กำหนด คั่นด้วยช่องว่างสีเข้ม แต่ละเส้นสอดคล้องกับความยาวคลื่นที่เรียกว่าเอกรงค์ เส้นสเปกตรัมแสดงลักษณะของปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นภายในอะตอม

สเปกตรัมลายถูกปล่อยออกมาจากโมเลกุล วงดนตรีคือชุดของเส้นสเปกตรัมที่มีระยะห่างอย่างใกล้ชิด การแผ่รังสีสเปกตรัมเป็นเครื่องพิสูจน์ถึงความซับซ้อนของสถานะพลังงานของโมเลกุลเมื่อเปรียบเทียบกับสถานะของอะตอมที่แยกได้ อันเนื่องมาจากการเคลื่อนที่แบบสั่นสะเทือนและแบบหมุนของนิวเคลียสที่เป็นส่วนประกอบ

สเปกตรัมต่อเนื่องถูกปล่อยออกมาจากของแข็ง ลักษณะต่อเนื่องของสเปกตรัมเหล่านี้เป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรงของอนุภาคที่ประกอบเป็นของแข็ง

ประเภทของเส้นสเปกตรัมขึ้นอยู่กับโครงสร้างของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีที่สอดคล้องกัน ดังนั้นเส้นสเปกตรัมที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดจึงมีอยู่ในองค์ประกอบทางเคมีทั้งหมด ซึ่งแตกต่างกันทั้งในจำนวนเส้นและความยาวคลื่น สเปกตรัมเส้นที่ง่ายที่สุดให้อะตอมไฮโดรเจนซึ่งมีโครงสร้างที่ง่ายที่สุด การค้นหาคำอธิบายของความสม่ำเสมอที่มีอยู่ในสเปกตรัมนี้นำไปสู่การสร้างทฤษฎีกลควอนตัมของอะตอม

ประการแรก ควรสังเกตว่าเส้นในสเปกตรัมการแผ่รังสีของอะตอมใดๆ รวมทั้งอะตอมของไฮโดรเจน ไม่ได้จัดเรียงแบบสุ่ม แต่สามารถรวมกันเป็นกลุ่มที่เรียกว่าอนุกรม การจัดเรียงเส้นในชุดเหล่านี้จะขึ้นอยู่กับรูปแบบบางอย่าง ในส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัมของอะตอมไฮโดรเจน นี่คือชุด Balmer ในรังสีอัลตราไวโอเลต - ซีรีส์ Lyman ในอินฟราเรดใกล้ - ซีรีส์ Paschen เป็นต้น สูตรที่พบโดยสังเกตจากความยาวคลื่นของเส้น l ในแต่ละชุดข้อมูลมีรูปแบบดังนี้

เรียกว่าสูตร Balmer ทั่วไป ในสูตรนี้ R = 1.097×10 7 ม. -1คือค่าคงที่ริดเบิร์ก นและ มจำนวนทั้งหมด. สำหรับให้ นตัวเลข มรับค่าจำนวนเต็มทั้งหมด เริ่มต้นด้วย n + 1. ถ้า n=1สูตร (1) อธิบายชุดลายมัน n=2ชุดบาล์มเมอร์, n=3- ชุดพาเซ่น

ความหมายทางกายภาพของสูตรนี้มาจากทฤษฎีโครงสร้างของอะตอมไฮโดรเจนและอะตอมคล้ายไฮโดรเจน ที่สร้างขึ้นโดยบอร์บนพื้นฐานของสมมติฐานควอนตัมของพลังค์และแบบจำลองดาวเคราะห์คลาสสิกของรัทเธอร์ฟอร์ดเกี่ยวกับอะตอม บอร์ตั้งสมมติฐานบทบัญญัติหลักของทฤษฎีที่พัฒนาโดยเขา

สมมุติฐานแรก: มีสถานะนิ่งที่ไม่ต่อเนื่องจำนวนหนึ่งในอะตอมซึ่งสอดคล้องกับค่าบางอย่างของพลังงานของอะตอม: อี 1 อี 2 อี 3…. ในสภาวะนิ่ง อะตอมจะไม่ปล่อยหรือดูดซับพลังงาน

สมมุติฐานที่สอง: การปล่อยและการดูดซับพลังงานเกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนจากสถานะคงที่หนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง ในกรณีนี้ พลังงานควอนตัมถูกปล่อยหรือดูดซับ ฮนเท่ากับผลต่างพลังงานของสถานะคงที่สองสถานะ:

hn = E ม. - อี n (2)

ที่ไหน ชมคือค่าคงที่ของพลังค์ นิพจน์ (2) กำหนดความถี่ n ของรังสีเอกรงค์ที่ปล่อยออกมาหรือดูดซับโดยอะตอมระหว่างการเปลี่ยนจากสถานะ m เป็นสถานะ n (เงื่อนไขความถี่ของบอร์)

สถานะคงที่ที่ไม่ต่อเนื่องในทฤษฎีของบอร์ได้รับการคัดเลือกโดยใช้กฎการหาปริมาณการโคจรแบบพิเศษ ซึ่งกำหนดไว้ดังนี้: จากวงโคจรที่เป็นไปได้ทั้งหมดตามกลไกแบบคลาสสิก จะรับรู้เพียงว่าโมเมนตัมเชิงมุมของอิเล็กตรอนเป็นทวีคูณของค่า ( สมมุติฐานที่สาม):

ในสูตร (3) มคือมวลอิเล็กตรอน วีนคือความเร็วของอิเล็กตรอน น- วงโคจรคงที่; rnคือรัศมีของวงโคจรนี้ น- จำนวนเต็ม: 1, 2, 3, ....

ตามบอร์ ให้พิจารณาระบบอะตอมที่ประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีประจุ Ze และอิเล็กตรอนหนึ่งตัวที่มีประจุ - อี

ที่ Z= 1 ระบบดังกล่าวสอดคล้องกับอะตอมไฮโดรเจนสำหรับ Z อื่น ๆ - กับอะตอมคล้ายไฮโดรเจนเช่น อะตอมที่มีเลขอะตอม Z ซึ่งถูกเอาออกทั้งหมดยกเว้นอิเล็กตรอนหนึ่งตัว เพื่อให้การคำนวณง่ายขึ้น เราคิดว่าอิเล็กตรอนหมุนเป็นวงโคจรเป็นวงกลม และมวลของนิวเคลียสนั้นใหญ่มากเมื่อเทียบกับมวลของอิเล็กตรอน และนิวเคลียสนั้นไม่มีการเคลื่อนที่

แรงสู่ศูนย์กลางที่ยึดอิเล็กตรอนในวงโคจรนิ่งที่ n ถูกสร้างขึ้นโดยแรงของคูลอมบ์ที่ดึงดูดนิวเคลียส

จากที่นี่: , (4)

เหล่านั้น. เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปตามวงโคจร พลังงานจลน์และพลังงานศักย์สัมพันธ์กันโดยความสัมพันธ์ 2T=-U (5)

การหารสมการ (4) ด้วยสมการ (3) เราจะได้นิพจน์สำหรับความเร็วของอิเล็กตรอนในวงโคจรนิ่งที่ n

พลังงานทั้งหมด (E) ของอิเล็กตรอนในวงโคจรนิ่งที่ n คือผลรวมของพลังงานจลน์และพลังงานศักย์ และโดยคำนึงถึงสูตร (5) จะเท่ากับ:

แทนค่าความเร็ว (6) ในสูตรนี้ เราได้นิพจน์ต่อไปนี้สำหรับพลังงานของสถานะนิ่งของอะตอม:

เมื่ออิเล็กตรอนผ่านจากวงโคจร m ไปยังวงโคจร n พลังงานควอนตัมจะถูกปล่อยออกมาตามสูตร (3)

ดังนั้นความถี่ของเส้นสเปกตรัม

ในสเปกโทรสโกปี มักใช้หมายเลขคลื่น แล้ว

สำหรับไฮโดรเจน (Z = 1) สูตร (7) มีรูปแบบดังนี้

และเกิดขึ้นพร้อมกับสูตร Balmer ทั่วไป (1) ซึ่งพบได้จากการสังเกตจำนวนคลื่นของเส้นสเปกตรัมของอะตอมไฮโดรเจน จากสูตร (1) และ (8) จะได้ว่า

ค่านี้ตรงกับค่าที่กำหนดโดยการทดลองของค่าคงที่ Rydberg

รูปที่ 1 แสดงโครงร่างระดับพลังงานและเส้นสเปกตรัมสามชุดของอะตอมไฮโดรเจน

การเปลี่ยนจากระดับที่สูงกว่าเป็นระดับ n = 1 สอดคล้องกับการแผ่รังสีของชุด Lyman ultraviolet (I) ซึ่งจากสูตร (8) เราได้รับ:

โดยที่ ม. = 2, 3, 4, ...

การเปลี่ยนจากระดับที่สูงกว่าเป็นระดับ n = 2 สอดคล้องกับการแผ่รังสีของชุด Balmer ที่มองเห็นได้ (II):

โดยที่ ม. = 3, 4, 5, ...

การเปลี่ยนจากระดับที่สูงกว่าเป็นระดับ n = 3 สอดคล้องกับการแผ่รังสีของชุดอินฟราเรด Paschen (III):

โดยที่ ม = 4, 5, 6, .…

เมื่ออะตอมดูดกลืนแสง อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่จากระดับที่ต่ำกว่าไปยังระดับที่สูงกว่า ในกรณีนี้ อะตอมจะผ่านจากสถานะพื้นดินไปยังสถานะตื่นเต้น

ทฤษฎีของบอร์มีลักษณะเฉพาะด้วยความไม่สอดคล้องเชิงตรรกะภายใน ดังนั้นจึงไม่สามารถกลายเป็นทฤษฎีที่สมบูรณ์ของปรากฏการณ์ปรมาณูได้อย่างสมบูรณ์ ในปัจจุบัน สเปกตรัมของอะตอมและโมเลกุลได้อธิบายไว้ภายในกรอบของกลศาสตร์ควอนตัม

วิธีการอธิบายสถานะของอนุภาคขนาดเล็กในกลศาสตร์ควอนตัมนั้นแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ไม่อนุญาตให้ระบุตำแหน่งของอนุภาคที่ถูกพิจารณาในอวกาศและวิถีของมันอย่างแจ่มแจ้ง เช่นเดียวกับที่ทำในกลศาสตร์แบบคลาสสิก เนื่องจากในพิภพเล็ก แนวคิดเหล่านี้สูญเสียความหมายไป แต่คาดการณ์ว่าความน่าจะเป็นของอนุภาคนี้จะสามารถพบได้ที่ต่างๆ จุดในอวกาศ ดังนั้นกลศาสตร์ควอนตัมจึงมีลักษณะทางสถิติ

พื้นฐานของเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ของกลศาสตร์ควอนตัมคือคำแถลงว่าคำอธิบายสถานะของระบบนั้นดำเนินการโดยฟังก์ชันพิกัดและเวลา Y ที่กำหนดลักษณะของสถานะนี้ ฟังก์ชันนี้เรียกว่าฟังก์ชันคลื่น ไม่ใช่ฟังก์ชันคลื่นที่มีความหมายทางกายภาพ แต่เป็นกำลังสองของโมดูลัส ซึ่งกำหนดความน่าจะเป็น dw ที่จะตรวจพบวัตถุ (อนุภาคขนาดเล็ก) ในองค์ประกอบปริมาตร dV หากฟังก์ชัน Y ถูกทำให้เป็นมาตรฐาน ดังนั้น dw = |Y| 2dV (9)

ให้เราหาคุณสมบัติของฟังก์ชันคลื่น โดยคำนึงถึงสิ่งที่กล่าวข้างต้นเกี่ยวกับความหมายทางกายภาพของ |Y| 2 ฟังก์ชันคลื่น Y ควรเป็น:

1. สุดท้ายเพราะ ความน่าจะเป็นต้องไม่เกินหนึ่ง

2. ชัดเจน;

3. ต่อเนื่องเพราะ ความน่าจะเป็นไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ในทันที

ดังนั้น เพื่ออธิบายสถานะของระบบในกลศาสตร์ควอนตัม จำเป็นต้องรู้ฟังก์ชันคลื่นของระบบนี้ พบได้จากสมการชโรดิงเงอร์ ซึ่งเป็นสมการพื้นฐานในกลศาสตร์ควอนตัมที่ไม่สัมพันธ์กัน สมการนี้ไม่ได้มา แต่ตั้งสมมติฐานบนพื้นฐานของการพิจารณาทั่วไป ความถูกต้องได้รับการพิสูจน์โดยความบังเอิญของผลทางทฤษฎีที่ได้จากการทดลองกับข้อเท็จจริง โดยทั่วไป สมการชโรดิงเงอร์มีรูปแบบดังนี้:

ที่นี่ มคือมวลของอนุภาค ยูเป็นฟังก์ชันของพิกัดและเวลา เท่ากับศักย์สนามแรงที่ถ่ายด้วยเครื่องหมายตรงข้าม ฉัน- หน่วยจินตภาพ, - ตัวดำเนินการ Laplace, .

หากสนามแรงที่อนุภาคตั้งอยู่นิ่ง (ไม่ขึ้นอยู่กับเวลา) แสดงว่าศักย์ ยูไม่ขึ้นอยู่กับเวลาและได้รับความหมายของพลังงานศักย์ของอนุภาคที่พิจารณาในสนามแรงภายนอก ในกรณีนี้ Y สามารถแสดงเป็นผลคูณของสองฟังก์ชัน ฟังก์ชันหนึ่งขึ้นกับพิกัดเท่านั้น และอีกฟังก์ชันหนึ่งตรงต่อเวลาเท่านั้น

ที่นี่ อีคือพลังงานรวมของอนุภาค ซึ่งในกรณีของสนามอยู่กับที่จะไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา

หลังจากแทนที่นิพจน์นี้เป็นสมการ (10) สำหรับฟังก์ชัน y(x,y,z)จะได้สมการต่อไปนี้:

ซึ่งเรียกว่าสมการชโรดิงเงอร์สำหรับสภาวะนิ่ง

พิจารณาอะตอมไฮโดรเจนจากมุมมองของกลศาสตร์ควอนตัม ให้เราแทนที่ค่าของพลังงานศักย์ของอิเล็กตรอนในสนามของนิวเคลียสเป็นสมการชโรดิงเงอร์ที่อยู่กับที่:

สมการ (11) ในกรณีนี้อยู่ในรูปแบบ:

เนื่องจากสนามนิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจนมีความสมมาตรแบบทรงกลม แนะนำให้แก้สมการนี้ในระบบพิกัดทรงกลม (ร, เจ, คิว). การแก้ปัญหาดำเนินการโดยวิธีการแยกตัวแปร แทนฟังก์ชันคลื่นเป็นผลคูณของสองฟังก์ชัน ซึ่งขึ้นอยู่กับ rและอันที่สองบนพิกัดเชิงมุมเท่านั้น เจ , คิว

y(r,Q,j) = R(r)×Y(Q,j)

ด้วยการแสดงนี้ ความน่าจะเป็นของอนุภาคที่มีค่าพิกัดอยู่ในช่วงตั้งแต่ rก่อน r+drกำหนดโดยสี่เหลี่ยม |rr| 2.

คำตอบของสมการชโรดิงเงอร์ (12) นำไปสู่ผลลัพธ์หลักดังต่อไปนี้

1. ไฮโดรเจนอิเล็กตรอนมีสเปกตรัมพลังงานไม่ต่อเนื่อง ค่าลักษณะเฉพาะของพลังงานถูกกำหนดโดยนิพจน์:

ที่ไหน นเป็นเลขควอนตัมหลักที่ใช้ค่าจำนวนเต็มบวกใดๆ ( น = 1, 2, 3, ...).

2. โมเมนตัมเชิงมุมโคจรของอิเล็กตรอน หลี่สามารถรับได้เฉพาะชุดค่าที่ไม่ต่อเนื่องดังต่อไปนี้:

ที่ไหน l- หมายเลขควอนตัมวงโคจร (แอซิมุทัล) สามารถรับค่าใดก็ได้จากช่วง: l= 0, 1, 2, 3, ..., (n-1) - n ค่าทั้งหมด รัฐจาก l= 0 มักจะเรียกว่า s-state, with l = 1 – R- รัฐ c l= 2 – d-state ด้วย l = 3 – ฉ- รัฐ ฯลฯ

3. โมเมนตัมเชิงมุมโคจรสามารถกำหนดทิศทางสัมพันธ์กับทิศทางที่แตกต่างทางกายภาพในอวกาศ (z) ได้เฉพาะในลักษณะที่การฉายภาพไปยังทิศทางนี้เป็นทวีคูณของ ดังนั้น

มเรียกว่าเลขควอนตัมแม่เหล็ก สามารถรับค่าได้:

ม=0, ±1, ±2, … , ± l– รวม (2 l+ 1) ค่า

ดังนั้นสถานะของอิเล็กตรอนในอะตอมไฮโดรเจนจึงถูกกำหนดโดยตัวเลขควอนตัมสามตัว - หลัก นซึ่งกำหนดพลังงานของรัฐ เอ๋อ; ราบ lการกำหนดลักษณะโมเมนตัมเชิงมุมของอิเล็กตรอน หลี่และแม่เหล็ก มกำหนดทิศทาง หลี่สัมพันธ์กับทิศทางที่เลือกในอวกาศ สถานะถูกอธิบายโดยฟังก์ชันคลื่นของตัวเอง น , ล , มซึ่งเป็นคำตอบของสมการชโรดิงเงอร์ (18)

สมการชโรดิงเงอร์ไม่มีสัมพัทธภาพ การบัญชีสำหรับผลสัมพัทธภาพ (สมการของ Dirac) นำไปสู่การมีอยู่ของโมเมนตัมเชิงมุมของอิเล็กตรอนเอง - สปิน กำหนดโดยจำนวนควอนตัม สเท่ากับ 1/2:

การฉายภาพการหมุนไปยังทิศทางที่เลือก z สามารถรับ 2s + 1= 2 ค่าที่แตกต่างกัน:

โดยที่หมายเลขควอนตัมของการฉายภาพหมุนอิเล็กตรอนอยู่ที่ไหน เมื่อพิจารณาถึงการหมุนแล้ว สถานะของอิเล็กตรอนในอะตอมจะมีลักษณะเป็นตัวเลขควอนตัมสี่ตัว ได้แก่ เลขควอนตัม น ล มควรเพิ่มหมายเลขสปินควอนตัม นางสาว.

เราสังเกตว่าความไม่ต่อเนื่องของปริมาณทางกายภาพ ลักษณะของปรากฏการณ์ของโลกปรมาณู เป็นไปตามกลศาสตร์ควอนตัมจากการแก้สมการชโรดิงเงอร์ (Dirac) ในขณะที่ในทฤษฎีของบอร์ จะต้องนำเสนอโดยใช้เงื่อนไขเพิ่มเติมขององค์ประกอบที่ไม่ใช่แบบคลาสสิก ธรรมชาติ.

แล็บ #3

หัวข้อ: “การศึกษาสเปกโตรสโคป การสังเกตสเปกตรัมการดูดกลืนของ OXYHEMOGLOBIN»

เป้าหมาย. หากต้องการศึกษาพื้นฐานทางทฤษฎีของสเปกโตรเมทรี ให้เรียนรู้วิธีรับสเปกตรัมโดยใช้สเปกโตรสโคปและวิเคราะห์

เครื่องมือและอุปกรณ์เสริม สเปกโตรสโคป, หลอดไส้, หลอดทดลองที่มีเลือด (oxyhemoglobin), ขาตั้งกล้อง, ลวดที่มีสำลีชิ้นหนึ่ง, กรวยที่มีแอลกอฮอล์, เกลือแกง (โซเดียมคลอไรด์), ไม้ขีดไฟ

แผนการศึกษาหัวข้อ

1. การกำหนดการกระจายของแสง

2. เส้นทางของรังสีในสเปกโตรสโคป

3. ประเภทและประเภทของสเปกตรัม

4. กฎของเคิร์ชฮอฟฟ์

5. คุณสมบัติของรังสีและการดูดกลืนพลังงานโดยอะตอม

6. แนวคิดของสเปกโตรเมทรีและสเปกโตรสโคปี

7. การประยุกต์ใช้สเปกโตรเมทรีและสเปกโตรสโคปีในการแพทย์

ทฤษฎีโดยย่อ

การกระจายตัวของคลื่นแสงเป็นปรากฏการณ์อันเนื่องมาจากดัชนีการหักเหของแสงขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น

รูปที่ 1 การกระจายแสง

สำหรับสารโปร่งใสหลายชนิด ดัชนีการหักเหของแสงจะเพิ่มขึ้นตามความยาวคลื่นที่ลดลง กล่าวคือ รังสีสีม่วงหักเหอย่างแรงกว่าสีแดงซึ่งสอดคล้องกับ การกระจายตัวปกติ.

การกระจายของรังสีใด ๆ ตามความยาวคลื่นเรียกว่าสเปกตรัมของรังสีนี้ สเปกตรัมที่ได้จากวัตถุเรืองแสงเรียกว่าสเปกตรัมการแผ่รังสี สเปกตรัมการปล่อยมีสามประเภท: ต่อเนื่อง เส้น และแถบ สเปกตรัมต่อเนื่องซึ่งเส้นสเปกตรัมผ่านเข้าหากันอย่างต่อเนื่องทำให้เกิดหลอดไฟฟ้า

ของแข็ง ของเหลว และก๊าซที่ความดันสูง

รูปที่ 2 สเปกตรัมการปล่อยอย่างต่อเนื่อง

อะตอมของก๊าซหรือไอระเหยที่ผ่านการแรร์ไฟจะให้สเปกตรัมของเส้นที่ประกอบด้วยเส้นสีแต่ละเส้น องค์ประกอบทางเคมีแต่ละชนิดมีสเปกตรัมของเส้นที่มีลักษณะเฉพาะ

รูปที่ 3 สเปกตรัมการปล่อยสาย

ลายทาง (สเปกตรัมโมเลกุล) ประกอบด้วยเส้นแต่ละเส้นจำนวนมากรวมกันเป็นแถบให้ก๊าซและไอระเหยที่ส่องสว่าง

สารโปร่งใสดูดซับส่วนหนึ่งของรังสีที่เกิดขึ้นดังนั้นในสเปกตรัมที่ได้รับหลังจากผ่านแสงสีขาวผ่านสารสีบางส่วนหายไปมีเส้นหรือแถบบาง ๆ ปรากฏขึ้น

สเปกตรัมที่เกิดจากการรวมกันของเส้นสีดำกับพื้นหลังของสเปกตรัมต่อเนื่องของตัวกลางของแข็งร้อนของเหลวหรือก๊าซที่มีความหนาแน่นสูงเรียกว่า สเปกตรัมการดูดซึม.

รูปที่ 4 สเปกตรัมการดูดซึม

ตามกฎของ Kirchhoff อะตอมหรือโมเลกุลของสารที่กำหนดจะดูดซับแสงที่มีความยาวคลื่นเท่ากันที่ปล่อยออกมาในสภาวะตื่นเต้น

พลังงานที่ปล่อยออกมาจากอะตอมหรือโมเลกุลก่อให้เกิดสเปกตรัมการแผ่รังสี และพลังงานที่ดูดซับจะสร้างสเปกตรัมการดูดกลืนแสง ความเข้มของเส้นสเปกตรัมถูกกำหนดโดยจำนวนการเปลี่ยนภาพที่เหมือนกันของอิเล็กตรอนจากระดับหนึ่งไปยังอีกระดับหนึ่ง ซึ่งเกิดขึ้นต่อวินาที ดังนั้นจึงขึ้นอยู่กับจำนวนของอะตอมที่ปล่อยออกมา (ดูดซับ) และความน่าจะเป็นของการเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกัน โครงสร้างของระดับและด้วยเหตุนี้ สเปกตรัมไม่ได้ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของอะตอมหรือโมเลกุลเดี่ยวเท่านั้น แต่ยังขึ้นกับปัจจัยภายนอกด้วย

Spectra เป็นแหล่งข้อมูลต่างๆ วิธีการวิเคราะห์เชิงคุณภาพและเชิงปริมาณของสารตามสเปกตรัมเรียกว่า การวิเคราะห์สเปกตรัม. เมื่อมีเส้นสเปกตรัมบางเส้นในสเปกตรัม สามารถตรวจพบองค์ประกอบทางเคมีจำนวนเล็กน้อย (มากถึง 10-8 กรัม) ซึ่งไม่สามารถทำได้ด้วยวิธีการทางเคมี

การปรากฏตัวของสเปกโตรสโคป

อุปกรณ์สเปกโตรสโคป

สเปกโตรสโคปมีส่วนหลักดังต่อไปนี้ (รูปที่ 6):

1. Collimator K ซึ่งเป็นหลอดที่มีเลนส์ O 1 ที่ปลายด้านหนึ่งและมีสล็อต U ที่ปลายอีกด้านหนึ่ง ร่อง collimator สว่างขึ้น

หลอดไฟฟ้า. เนื่องจากรอยกรีดอยู่ที่โฟกัสของเลนส์ O1 รังสีของแสงที่ออกจากคอลลิเมเตอร์จะตกบนปริซึม P ในลำแสงคู่ขนาน

2. P คือปริซึมที่ลำแสงหักเหและสลายตัวตามความยาวคลื่น

3. กล้องโทรทรรศน์ T ประกอบด้วยเลนส์ O 2 และช่องมองภาพประมาณ. เลนส์ O2 ทำหน้าที่โฟกัส P

รังสีสีขนานกันในระนาบโฟกัส ช่องมองภาพ Ok คือแว่นขยายที่ใช้ดูภาพจากเลนส์ O2

ข้าว. 2. อุปกรณ์ของสเปกโตรสโคปและการก่อตัวของสเปกตรัม

การก่อตัวของสเปกตรัมในสเปกโตรสโคปเกิดขึ้นดังนี้ แต่ละจุดของรอยแยกของสเปกโตรสโคปที่ส่องสว่างด้วยแหล่งกำเนิดแสงจะส่งรังสีไปยังเลนส์คอลลิเมเตอร์ที่โผล่ออกมาจากลำแสงคู่ขนาน เมื่อออกจากเลนส์ ลำแสงคู่ขนานตกลงมาที่ด้านหน้าของปริซึม P หลังจากการหักเหของแสงที่ด้านหน้า ลำแสงจะถูกแบ่งออกเป็นลำแสงเอกรงค์คู่ขนานจำนวนหนึ่งซึ่งเคลื่อนที่ไปในทิศทางต่างๆ ตามการหักเหของรังสีที่มีความยาวคลื่นต่างกัน . รูปที่ 6 แสดงเพียงสองคานดังกล่าว - ตัวอย่างเช่นสีแดงและสีม่วงของความยาวคลื่นบางอย่าง หลังจากการหักเหของแสงที่ด้านหน้าด้านหลังของปริซึม P รังสีจะออกไปในอากาศเหมือนเมื่อก่อนในรูปของลำแสงคู่ขนานทำให้เกิดมุมที่แน่นอนซึ่งกันและกัน

เมื่อหักเหในเลนส์ O2 ลำแสงคู่ขนานที่มีความยาวคลื่นต่างกันจะรวมตัวกันที่จุดในระนาบโฟกัสด้านหลังของเลนส์ ในระนาบนี้ จะได้รับสเปกตรัม: ชุดของภาพสีของช่องทางเข้า ซึ่งมีจำนวนเท่ากับจำนวนของการแผ่รังสีเอกรงค์ต่างๆ ที่มีอยู่ในแสง

ช่องมองภาพ Ok อยู่ในตำแหน่งเพื่อให้สเปกตรัมที่ได้อยู่ในระนาบโฟกัส ซึ่งควรตรงกับระนาบโฟกัสด้านหลังของเป้าหมาย O2 ในกรณีนี้ตาจะทำงานได้ไม่ตึงเพราะ จากภาพเส้นสเปกตรัมแต่ละภาพจะประกอบด้วยลำแสงคู่ขนาน

คำถามสำหรับการตรวจสอบตนเอง

1. การกระจายของแสงหมายถึงอะไร?

2. สเปกตรัมคืออะไร?

3. สเปกตรัมใดที่เรียกว่าต่อเนื่องหรือต่อเนื่อง

4. รังสีใดที่ปล่อยสเปกตรัมลายทาง?

5. วัตถุใดเปล่งสเปกตรัมเส้นเมื่อแผ่รังสี? เขาเป็นอะไรกันแน่?

6. อธิบายการก่อตัวของสเปกตรัมในสเปกโตรสโคป

7. กฎของเคิร์ชฮอฟฟ์

8. การวิเคราะห์สเปกตรัมคืออะไร?

9. การประยุกต์ใช้การวิเคราะห์สเปกตรัม

10. กายใดเรียกว่า ขาว ดำ ใส?

	แผนการทำงาน
ที่ตามมา		วิธีทำงานให้เสร็จ
หนังบู๊
1. การได้มาซึ่งสเปกตรัม		เสียบหลอดไส้. ช่องตำแหน่ง
การปล่อยมลพิษจากหลอดไฟ		collimator เพื่อให้ลำแสงตกกระทบกระทบ
หลอดไส้		บรรลุโดยใช้สกรูไมโครเมตริกมากที่สุด
		สเปกตรัมที่ชัดเจนของแหล่งกำเนิดแสงและวาดสเปกตรัมผลลัพธ์
		และบรรยายสรุป
3. การได้มาซึ่งสเปกตรัม		วางท่อเลือดระหว่างโคมไฟและร่อง
การดูดซึมของ oxyhemo-		collimator กำหนดขอบเขตของแถบดูดซับ ร่าง
		สเปกตรัมการดูดกลืน, บรรลุภาพที่ชัดเจนของมัน,
		ระบุคุณสมบัติ
2. การได้มาซึ่งสเปกตรัม		ชุบสำลีบนลวดด้วยแอลกอฮอล์แล้วมัดไว้ที่เท้า
ไอโซเดียม		ขาตั้งกล้องด้านล่างร่อง collimator จุดไฟฝ้ายและดู
		สเปกตรัมต่อเนื่อง โรยสำลีด้วยการเผาไหม้
		เกลือแกง สังเกตลักษณะที่ปรากฏอยู่ในสเปกตรัมที่สดใส
		ไอโซเดียมเส้นสีเหลือง วาดสเปกตรัมไอที่เกิดขึ้น
		โซเดียมและสรุปผล
4. วาดข้อสรุป

1 ตัวเลือก

1. รังสีประเภทใด (ความร้อนหรือสารเรืองแสง) ที่เรืองแสงอยู่ใน:

1. การหล่อโลหะร้อนแดง 2. หลอดฟลูออเรสเซนต์

3. ดาว; 4. ปลาทะเลน้ำลึก

A. 1, 3 - ความร้อน, 2, 4 - เรืองแสง; B. 1, 2, 3, 4 - ความร้อนเท่านั้น;

B. 1, 2, 3, 4 และความร้อนและฟลูออเรสเซนต์; G. 1, 4 - ความร้อน, 2, 3 - เรืองแสง

2. การเรืองแสงของของแข็งที่เกิดจากการทิ้งระเบิดของอิเล็กตรอนเรียกว่า:

ก. การเรืองแสงด้วยไฟฟ้า ข. การเรืองแสงด้วยความร้อน ค. การเรืองแสงด้วยความร้อน

ง. เคมีลูมิเนสเซนส์ ง. โฟโตลูมิเนสเซนส์

3. ร่างกายประกอบด้วยโมเลกุลที่ถูกกระตุ้นซึ่งไม่มีปฏิกิริยาซึ่งกันและกันแผ่รังสี

4. สเปกตรัมการดูดกลืนและการปล่อยคลื่นมีลักษณะอย่างไร

C. สำหรับวัตถุใด ๆ ที่ระบุไว้ข้างต้น D. สำหรับก๊าซปรมาณูที่ให้ความร้อน

จ. สำหรับก๊าซโมเลกุลที่หายาก

5. สเปกตรัมต่อเนื่อง (ต่อเนื่อง) ให้ร่างกายอยู่

ก. ในสถานะของแข็งที่อุณหภูมิสูงมากเท่านั้น

ข. อยู่ในสถานะโมเลกุลของก๊าซซึ่งโมเลกุลไม่ถูกจับหรือจับอย่างอ่อน

ด้วยกัน;

ข. ในสถานะอะตอมของก๊าซ ซึ่งอะตอมแทบไม่มีปฏิสัมพันธ์กัน

ด้วยกัน;

ช. ในสถานะของแข็งหรือของเหลว รวมทั้งก๊าซที่มีการบีบอัดสูง

6. สารในสถานะอะตอมของก๊าซให้:

ก. สเปกตรัมต่อเนื่องของรังสี ข. สเปกตรัมของเส้นรังสี

C. สเปกตรัมการแผ่รังสีแบบแถบสี ง. สเปกตรัมการดูดกลืนแบบต่อเนื่อง

ง.สเปกตรัมการดูดกลืนแสง

7. การวิเคราะห์สเปกตรัมช่วยให้คุณกำหนด:

ก. องค์ประกอบทางเคมีของสาร ข. ความเร็วของร่างกาย ข. ปริมาณของร่างกาย;

ก. น้ำหนักตัว; ง. อุณหภูมิของร่างกาย ง. ความกดอากาศ

8. . รูปแสดงภาพสเปกตรัมดูดกลืนของ Na, H, Ca และก๊าซที่ไม่รู้จัก โดย

ในมุมมองของสเปกตรัม เป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าก๊าซที่ไม่รู้จักมีอยู่ในปริมาณที่เห็นได้ชัดเจน

A. โซเดียม (Na), ไฮโดรเจน (H), แคลเซียม (Ca); B. ไฮโดรเจน (H) และแคลเซียม (Ca);

B. โซเดียม (Na) และไฮโดรเจน (H); ง. โซเดียม (นา) และแคลเซียม (Ca

ฟิสิกส์ 11 แบบทดสอบ “ประเภทของรังสี สเปกตรัม»

ตัวเลือก 2

1. การแผ่รังสีซึ่งการสูญเสียพลังงานของอะตอมสำหรับการปล่อยแสงจะถูกชดเชยด้วยพลังงาน

การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของอะตอม (หรือโมเลกุล) ของร่างกายที่แผ่รังสีเรียกว่า:

ก. การเรืองแสงด้วยไฟฟ้า ข. การเรืองแสงด้วยแสง ค. การแผ่รังสีความร้อน

ง. คาโทโดลูมิเนสเซนซ์ ง. เคมีลูมิเนสเซนส์

2. Electroluminescence คือ การแผ่รังสีที่เกิดขึ้นจากพลังงาน

ก. อิเล็กตรอนพุ่งชนพื้นผิวของของแข็งที่แผ่รังสี

ข. สนามไฟฟ้า ซึ่งรายงานให้อิเล็กตรอนชนกับอะตอม

ร่างกายเปล่งปลั่ง;

B. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าดูดซับโดยอะตอมของร่างกายที่แผ่รังสี

G. ถูกปล่อยออกมาระหว่างปฏิกิริยาทางไฟฟ้าของไอออนของร่างกายที่แผ่รังสี

3. อะตอมที่ตื่นเต้นของก๊าซที่มีความเข้มข้นสูงและไอระเหยที่ไม่อิ่มตัว ไม่ใช่

โต้ตอบกันปล่อยสเปกตรัม:

ก. ลายทาง; ข. ของแข็ง ข. ปกครอง

4. ของแข็งประกอบด้วยโมเลกุลและไอออนที่มีปฏิกิริยาโต้ตอบกันตลอดเวลา

ปล่อยสเปกตรัม:

ก. ลายทาง; ข. ของแข็ง ข. ปกครอง

5. สเปกตรัมของเส้นการดูดซึมและการปล่อยก๊าซมีลักษณะอย่างไร

A. สำหรับของแข็งที่ให้ความร้อน B. สำหรับของเหลวที่ให้ความร้อน

C. สำหรับก๊าซโมเลกุลที่หายาก D. สำหรับก๊าซปรมาณูที่ให้ความร้อน

ง. สำหรับหน่วยงานใด ๆ ที่ระบุไว้ข้างต้น

6. สารที่อยู่ในสถานะก๊าซ ถ้าก๊าซประกอบด้วยโมเลกุลที่เกาะติดกันอย่างอ่อนๆ ให้:

A. สเปกตรัมการดูดกลืนเชิงเส้น B. สเปกตรัมการปล่อยอย่างต่อเนื่อง

ค. สเปกตรัมการแผ่รังสีแบบสไทรพ์ ง. สเปกตรัมการแผ่รังสีแบบเส้น

ง.สเปกตรัมการดูดกลืนแบบต่อเนื่อง

7. การวิเคราะห์สเปกตรัมคือ

ก. วิธีการกำหนดประเภทของรังสี (ความร้อน การเรืองแสง ฯลฯ) ตามประเภทของสเปกตรัม

B. วิธีการกำหนดองค์ประกอบทางเคมีของสารตามสเปกตรัม

ข. การวิเคราะห์คุณสมบัติของปริซึมหรือตะแกรงเลี้ยวเบน

ง. การกำหนดสถานะของการรวมตัวของสารตามสเปกตรัมของสารนั้น

8. รูปภาพแสดงภาพถ่ายสเปกตรัมการปล่อยก๊าซ H, He, Sr และก๊าซไม่ทราบชนิด ตามประเภท

สเปกตรัมสามารถโต้แย้งได้ว่าก๊าซที่ไม่รู้จักมีปริมาณที่เห็นได้ชัดเจน

A. ไฮโดรเจน (H) และฮีเลียม (He); B. ไฮโดรเจน (H), สตรอนเทียม (Sr) และฮีเลียม (He);

B. สตรอนเทียม (Sr) และไฮโดรเจน (H); ก. สตรอนเทียม (Sr) และฮีเลียม (He)

ส่วน ก. เลือกคำตอบที่ถูกต้อง:

ก) หลอดฟลูออเรสเซนต์

ข) จอทีวี

B) เลเซอร์อินฟราเรด

ง) หลอดไส้

A) สำหรับของแข็งร้อน

B) สำหรับของเหลวร้อน

A) สำหรับของแข็งร้อน

B) สำหรับของเหลวร้อน

D) สำหรับก๊าซอะตอมมิกที่ให้ความร้อน

ส่วน ข. แต่ละ

A) สเปกตรัมต่อเนื่อง

B) เส้นสเปกตรัม

B) สเปกตรัมลาย

D) สเปกตรัมการดูดซึม

ฟิสิกส์ 11 แบบทดสอบ "ประเภทของรังสีและสเปกตรัม"

ส่วน ก. เลือกคำตอบที่ถูกต้อง:

A1. ร่างกายใดปล่อยรังสีความร้อน

ก) หลอดฟลูออเรสเซนต์

ข) จอทีวี

B) เลเซอร์อินฟราเรด

ง) หลอดไส้

A2. ร่างใดมีลักษณะเป็นแถบสเปกตรัมดูดกลืนและปล่อย

A) สำหรับของแข็งร้อน

B) สำหรับของเหลวร้อน

C) สำหรับหน่วยงานใด ๆ ที่ระบุไว้ข้างต้น

D) สำหรับก๊าซอะตอมมิกที่ให้ความร้อน

E) สำหรับก๊าซโมเลกุลที่หายาก

A3. วัตถุใดมีลักษณะเฉพาะด้วยสเปกตรัมดูดกลืนและปล่อย

A) สำหรับของแข็งร้อน

B) สำหรับของเหลวร้อน

C) สำหรับก๊าซโมเลกุลที่หายาก

D) สำหรับก๊าซอะตอมมิกที่ให้ความร้อน

E) สำหรับหน่วยงานใด ๆ ที่ระบุไว้ข้างต้น

ส่วน ข. แต่ละ ลักษณะ เลือกชนิดของสเปกตรัมที่เหมาะสม

1. สเปกตรัมได้มาจากการส่งผ่านแสงจากแหล่งกำเนิดสเปกตรัมอย่างต่อเนื่องผ่านสารที่มีอะตอมอยู่ในสถานะที่ไม่ถูกกระตุ้น
2. ประกอบด้วยเส้นแยกกันที่มีสีต่างกันหรือสีเดียวกันมีการจัดวางต่างกัน
3. ฉายรังสีสารที่เป็นของแข็งและของเหลวที่ให้ความร้อน ก๊าซให้ความร้อนภายใต้แรงดันสูง
4. ให้สารที่อยู่ในสถานะโมเลกุล
5. ที่ปล่อยออกมาจากก๊าซ ไอระเหยที่มีความหนาแน่นต่ำในสถานะอะตอม
6. ประกอบด้วยเส้นที่เว้นระยะชิดกันจำนวนมาก
7. เหมือนกันสำหรับสารที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้เพื่อกำหนดองค์ประกอบของสารได้
8. นี่คือชุดของความถี่ที่ดูดซับโดยสารที่กำหนด สารดูดซับเส้นสเปกตรัมที่เปล่งออกมาซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดแสง
9. เหล่านี้เป็นสเปกตรัมที่มีความยาวคลื่นทั้งหมดของช่วงหนึ่ง
10. ช่วยให้เส้นสเปกตรัมตัดสินองค์ประกอบทางเคมีของแหล่งกำเนิดแสง

A) สเปกตรัมต่อเนื่อง

หัวข้อของตัวแปลงรหัส USE: เส้นสเปกตรัม

หากคุณผ่านแสงแดดผ่านปริซึมแก้วหรือตะแกรงเลี้ยวเบนสัญญาณที่รู้จักกันดี สเปกตรัมต่อเนื่อง(รูปที่ 1) (รูปภาพในรูปที่ 1, 2 และ 3 นำมาจาก www.nanospectrum.ru):

ข้าว. 1. สเปกตรัมต่อเนื่อง

สเปกตรัมเรียกว่าต่อเนื่องเนื่องจากมีความยาวคลื่นทั้งหมดของช่วงที่มองเห็นได้ตั้งแต่เส้นขอบสีแดงไปจนถึงสีม่วง เราสังเกตสเปกตรัมต่อเนื่องในรูปแบบของแถบต่อเนื่องซึ่งประกอบด้วยสีต่างๆ

ไม่เพียงแต่แสงแดดจะมีสเปกตรัมที่ต่อเนื่องกันเท่านั้น แต่ยังมีแสงจากหลอดไฟฟ้าอีกด้วย โดยทั่วไปแล้ว ปรากฎว่าวัตถุที่เป็นของแข็งและของเหลวใดๆ (รวมถึงก๊าซที่มีความหนาแน่นมาก) ถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิสูง ให้รังสีที่มีสเปกตรัมต่อเนื่อง

สถานการณ์จะเปลี่ยนแปลงไปในเชิงคุณภาพเมื่อเราสังเกตการเรืองแสงของก๊าซที่ผ่านการกรองแล้ว สเปกตรัมหยุดต่อเนื่อง: มีความไม่ต่อเนื่องปรากฏขึ้น ซึ่งเพิ่มขึ้นเมื่อก๊าซถูกทำให้บริสุทธิ์ ในกรณีจำกัดของก๊าซปรมาณูที่หายากมาก สเปกตรัมจะกลายเป็น ปกครอง- ประกอบด้วยเส้นค่อนข้างบางแยกจากกัน

เราจะพิจารณาเส้นสเปกตรัมสองประเภท: สเปกตรัมการแผ่รังสีและสเปกตรัมการดูดกลืน

สเปกตรัมการปล่อย

สมมุติว่าก๊าซคือ อะตอมขององค์ประกอบทางเคมีบางอย่างและหายากมากจนอะตอมแทบไม่มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน การขยายการแผ่รังสีของก๊าซดังกล่าว (ถูกทำให้ร้อนจนถึงอุณหภูมิสูงเพียงพอ) ออกเป็นสเปกตรัม เราจะเห็นภาพต่อไปนี้โดยประมาณ (รูปที่ 2):

ข้าว. 2. สเปกตรัมการปล่อยสาย

สเปกตรัมของเส้นนี้ซึ่งเกิดขึ้นจากเส้นหลากสีบาง ๆ ที่แยกออกมา เรียกว่า สเปกตรัมการแผ่รังสี.

ก๊าซที่หายากของอะตอมจะเปล่งแสงด้วยสเปกตรัมแบบเส้น นอกจากนี้ สำหรับองค์ประกอบทางเคมีแต่ละชนิด สเปกตรัมการแผ่รังสีจะมีลักษณะเฉพาะ โดยทำหน้าที่เป็น "บัตรประจำตัว" ขององค์ประกอบนี้ จากชุดของเส้นในสเปกตรัมการแผ่รังสี เราสามารถพูดได้อย่างชัดเจนว่าองค์ประกอบทางเคมีใดที่เรากำลังเผชิญอยู่

เนื่องจากก๊าซถูกทำให้เป็นธาตุหายากและอะตอมมีปฏิกิริยาต่อกันเพียงเล็กน้อย เราสามารถสรุปได้ว่าอะตอมปล่อยแสง ได้ด้วยตัวเอง. ทางนี้, อะตอมมีลักษณะเฉพาะด้วยชุดความยาวคลื่นของแสงที่ปล่อยออกมาอย่างไม่ต่อเนื่องและกำหนดไว้อย่างเข้มงวด. องค์ประกอบทางเคมีแต่ละตัวดังที่เราได้กล่าวไปแล้วมีชุดของตัวเอง

สเปกตรัมการดูดซึม

อะตอมเปล่งแสงผ่านจากสถานะตื่นเต้นไปยังสถานะพื้นดิน แต่สสารไม่เพียงแต่เปล่งแสงออกมาเท่านั้น แต่ยังดูดซับแสงอีกด้วย อะตอมที่ดูดซับแสงจะทำปฏิกิริยาย้อนกลับ - มันผ่านจากสถานะพื้นดินไปสู่สถานะตื่นเต้น

พิจารณาก๊าซอะตอมที่หายากอีกครั้ง แต่คราวนี้อยู่ในสถานะเย็น (ที่อุณหภูมิต่ำพอสมควร) เราจะไม่เห็นก๊าซเรืองแสง ไม่ได้รับความร้อน ก๊าซไม่แผ่รังสี - มีอะตอมน้อยเกินไปในสภาวะตื่นเต้นสำหรับสิ่งนี้

หากแสงที่มีสเปกตรัมต่อเนื่องถูกส่งผ่านก๊าซเย็นของเรา คุณจะเห็นสิ่งนี้ (รูปที่ 3):

ข้าว. 3. สเปกตรัมการดูดกลืนสาย

เทียบกับพื้นหลังของสเปกตรัมต่อเนื่องของแสงตกกระทบ เส้นสีดำปรากฏขึ้น ซึ่งเรียกว่า สเปกตรัมการดูดซึม. เส้นเหล่านี้มาจากไหน?

ภายใต้การกระทำของแสงตกกระทบ อะตอมของก๊าซจะเข้าสู่สภาวะตื่นเต้น ในกรณีนี้ ปรากฎว่าความยาวคลื่นไม่เหมาะสำหรับการกระตุ้นอะตอม แต่มีเฉพาะบางช่วงที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดสำหรับก๊าซประเภทหนึ่งเท่านั้น ความยาวคลื่นเหล่านี้เองที่ก๊าซ "รับเอาเอง" จากแสงที่ส่องผ่านได้อย่างแม่นยำ

นอกจากนี้ ก๊าซยังขจัดความยาวคลื่นที่ปล่อยออกมาจากสเปกตรัมต่อเนื่องด้วยนั่นเอง! เส้นสีเข้มในสเปกตรัมดูดกลืนของก๊าซจะสอดคล้องกับเส้นสว่างในสเปกตรัมการแผ่รังสีทุกประการ ในรูป รูปที่ 4 เปรียบเทียบสเปกตรัมการแผ่รังสีและการดูดกลืนของไอโซเดียมที่หายาก (ภาพจาก www.nt.ntnu.no):

ข้าว. 4. สเปกตรัมการดูดกลืนและการปล่อยโซเดียม

ไลน์แมทช์ที่น่าประทับใจใช่มั้ย?

เมื่อพิจารณาสเปกตรัมของการปล่อยและการดูดซับ นักฟิสิกส์ของศตวรรษที่ XIX ได้ข้อสรุปว่าอะตอมไม่ใช่อนุภาคที่แบ่งแยกไม่ได้และมีโครงสร้างภายในบางส่วน แท้จริงแล้ว สิ่งที่อยู่ภายในอะตอมต้องมีกลไกสำหรับการปล่อยและการดูดกลืนแสง!

นอกจากนี้ เอกลักษณ์ของสเปกตรัมอะตอมบ่งชี้ว่ากลไกนี้แตกต่างกันสำหรับอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกัน ดังนั้นอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันจึงต้องแตกต่างกันในโครงสร้างภายใน

แผ่นงานต่อไปจะทุ่มเทให้กับโครงสร้างของอะตอม

การวิเคราะห์สเปกตรัม

การใช้เส้นสเปกตรัมเป็น "หนังสือเดินทาง" ที่เป็นเอกลักษณ์ขององค์ประกอบทางเคมีรองรับ การวิเคราะห์สเปกตรัม- วิธีการศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของสารตามสเปกตรัม
แนวคิดของการวิเคราะห์สเปกตรัมนั้นง่าย: สเปกตรัมการปล่อยของสารที่ศึกษาจะถูกเปรียบเทียบกับสเปกตรัมอ้างอิงขององค์ประกอบทางเคมี หลังจากนั้นจะมีการสรุปเกี่ยวกับการมีอยู่หรือไม่มีขององค์ประกอบทางเคมีเฉพาะในสารนี้ ภายใต้เงื่อนไขบางประการ วิธีการวิเคราะห์สเปกตรัมสามารถกำหนดองค์ประกอบทางเคมีได้ ไม่เพียงแต่ในเชิงคุณภาพ แต่ยังรวมถึงเชิงปริมาณด้วย

จากการสังเกตสเปกตรัมต่างๆ ทำให้เกิดการค้นพบองค์ประกอบทางเคมีใหม่

ธาตุแรกคือซีเซียมและรูบิเดียม พวกเขาได้รับการตั้งชื่อตามสีของเส้นสเปกตรัม (ในสเปกตรัมของซีเซียมมีสีฟ้าสองเส้นที่เรียกว่าซีเซียสในภาษาละตินเด่นชัดที่สุด Rubidium ให้สีทับทิมสองเส้นที่มีลักษณะเฉพาะ)

ในปี พ.ศ. 2411 พบเส้นในสเปกตรัมของดวงอาทิตย์ที่ไม่สอดคล้องกับองค์ประกอบทางเคมีที่รู้จัก องค์ประกอบใหม่ได้รับการตั้งชื่อ ฮีเลียม(จากภาษากรีก เฮลิออส- ดวงอาทิตย์). ต่อมามีการค้นพบฮีเลียมในชั้นบรรยากาศของโลก

โดยทั่วไป การวิเคราะห์สเปกตรัมของการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์และดวงดาวแสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบทั้งหมดที่รวมอยู่ในองค์ประกอบของพวกมันนั้นมีอยู่บนโลกด้วย ดังนั้นจึงกลายเป็นว่าวัตถุทั้งหมดของจักรวาลประกอบขึ้นจาก "ก้อนอิฐ" เดียวกัน