انتشار و جذب نور توسط اتم. منشاء خط طیف

این مقاله به ارائه مفاهیم اساسی لازم برای درک چگونگی انتشار و جذب نور توسط اتم. نیز وجود دارد استفاده از این پدیده است.

گوشی های هوشمند و فیزیک

مردی که بعد از سال 1990 به دنیا آمد، زندگی خود را بدون انواع دستگاه های الکترونیکی نمی تواند فراهم کند. این گوشی هوشمند نه تنها جایگزین تلفن، بلکه آن را امکان پذیر می سازد برای نظارت بر نرخ ارز، به داد و ستد، به یک تاکسی و حتی با فضانوردان در ایستگاه فضایی بین المللی مطابقت دارد، از طریق کاربرد آنها. به ترتیب، و با همه کسانی که دستیاران دیجیتال به عنوان یک ماده البته درک شده است. انتشار و جذب نور توسط اتم های که و دوران کاهش انواع دستگاه های ممکن شده است، به طوری که خوانندگان به یک موضوع خسته کننده در درس فیزیک به نظر می رسد. اما این شاخه از فیزیک بسیاری از جالب و هیجان انگیز است.

پس زمینه نظری برای باز کردن از طیفهای

یک ضرب المثل وجود دارد: "کنجکاوی قبل از سقوط" اما این عبارت نه به این واقعیت است که رابطه اشتباه بهتر است به دخالت نمی کنیم. اگر با این حال، نشان می دهد کنجکاوی نسبت به جهان، هیچ مشکلی اتفاق نخواهد افتاد. در پایان قرن نوزدهم، مردم شروع به درک ماهیت مغناطیس (است که به خوبی در سیستم معادلات ماکسول مستند). سوال بعدی، که دانشمندان اجازه می دهد، ساختار ماده شد. لازم است که بلافاصله روشن: برای علم است انتشار بسیار با ارزش و جذب نور توسط اتم است. خط طیف - یک نتیجه از این پدیده و پایه ای برای مطالعه ساختار ماده است.

ساختار اتم

دانشمندان در یونان باستان نشان می دهد که سنگ مرمر است تا از چند قطعه از تفکیک ساخته شده "اتم." و قبل از پایان قرن نوزدهم، مردم فکر آن کوچکترین ذرات از ماده بود. اما تجربه رادرفورد در پراکندگی ذرات سنگین در ورق طلا نشان داده است که اتم نیز دارای یک ساختار داخلی. هسته سنگین در مرکز است و با بار مثبت، الکترون های منفی بسیار سبک وزن و در اطراف او می گذرد.

پارادوکس از اتم در نظریه ماکسول

این یافته ها منجر به چندین تناقض داده اند: با توجه به معادلات ماکسول، هر ذره باردار در حال حرکت ساطع می کند یک میدان الکترومغناطیسی در نتیجه انرژی را از دست می دهد. پس چرا الکترون را به هسته نمی افتد، و همچنان به چرخش؟ همچنین نمی داد که چرا هر اتم را جذب یا فوتون های تنها یک طول موج خاص منتشر می کند. نظریه بور را ممکن ساخته است برای درمان نقص با وارد کردن اوربیتال. با توجه به اصول این نظریه، الکترونها به دور هسته ممکن است تنها در این اوربیتال. انتقال بین دو کشور همسایه است یا با نشر یا جذب یک فوتون با انرژی خاص همراه است. انتشار و جذب نور توسط اتم دقیقا به دلیل این است.

طول موج، فرکانس، انرژی

برای یک تصویر کامل تر شما نیاز به صحبت کمی در مورد فوتون. این ذرات بنیادی که بدون جرم استراحت هستند. آنها در حال حرکت از طریق محیط وجود داشته باشد تنها به عنوان طولانی است. اما وزن هنوز هم: قابل توجه سطح، آنها آن را انتقال ضربه که بدون جرم غیر ممکن بوده است. فقط یک مقدار زیادی از آن را به انرژی تبدیل، ساخت ماده ای که آنها رسید و آنها جذب می شوند، کمی گرم تر است. نظریه بور می کند، این واقعیت را توضیح دهد. خواص از فوتون و ویژگی های رفتار آن توسط فیزیک کوانتوم است. بنابراین، فوتون - هر دو موج و ذره ای با جرم. فوتون، و مانند یک موج دارای مشخصات زیر است: طول (λ)، یک فرکانس (ν)، انرژی (E). هر چه طول موج بلندتر پایین تر از فرکانس و پایین تر از انرژی است.

طیف اتم

طیف اتمی در چند مرحله تشکیل شده است.

1. سوئیچ الکترونیکی در اتم با مداری 2 (انرژی بالاتر) در مداری 1 (با انرژی کم کمتر).
2. مقدار مشخصی از انرژی آزاد می باشد، که به عنوان یک کوانتوم نور (hν) تشکیل شده است.
3. این فوتون به فضای اطراف منتشر می شود.

به این ترتیب آن به دست آمده و اتم طیف خط. چرا که راه آن را به نام، توضیح می دهد فرم خود را زمانی که دستگاه های خاص "گرفتن" فوتون خروجی نور بر روی یک عدد ثابت دستگاه ضبط خطوط. برای جدا کردن فوتون های طول موج های مختلف، مورد استفاده توسط امواج پدیده پراش با فرکانس های مختلف دارند شاخص مختلف شکست، از این رو، منحرف یکی بیشتر از دیگری است.

خواص مواد، دسمترس و طیف

طیف خط از ماده منحصر به فرد برای هر نوع از اتم است. به این معنا که در انتشار هیدروژن یک مجموعه ای از خطوط، و طلا را - دیگر. این حقیقت پایه و اساس برای استفاده از طیف سنجی است. پس از بدست آوردن هر چیزی طیف، می توان درک آنچه که در ماده، در اتم های آن مرتب نسبت به یکدیگر. این روش اجازه می دهد تا شما را به تعریف و خواص مختلف مواد، که اغلب با استفاده از شیمی و فیزیک. جذب و نشر نور توسط اتم - یکی از ابزارهای رایج ترین برای مطالعه جهان اطراف است.

طیف اشکالاتی انتشار

تا به این نکته می گوید بیشتر در مورد چگونگی اتم منتشر می کنند. اما معمولا، همه الکترون ها در اوربیتال در حال تعادل است، آنها هیچ دلیلی برای حرکت به کشورهای دیگر. این ماده چیزی را رد کرد، ابتدا باید انرژی جذب می کند. این فقدان روش که سوء استفاده از جذب و نشر اتم نور است. خلاصه بگویم که این موضوع برای اولین بار به گرما یا نور، قبل از ما دریافت طیف. مسائل بوجود می آیند، اگر یک دانشمند مطالعه ستارگان، و به طوری که آنها از طریق فرآیندهای داخلی خود را به درخشش. اما اگر شما می خواهید به مطالعه یک قطعه از سنگ معدن و یا محصول غذایی، برای به دست آوردن طیف آن است که در واقع لازم برای سوزاندن دارند. این روش این است که همیشه چنین نیست.

طیف جذبی

انتشار و جذب نور توسط اتم به عنوان یک روش "کار می کند" را در دو طرف. شما می توانید نور را در پهنای باند مصرف مواد (به عنوان مثال، یکی است که در آن فوتون از طول موج های مختلف وجود دارد) درخشش، و سپس ببینید چه طول موج جذب می کند. اما این روش همیشه مناسب است، مطمئن باشید که مواد شفاف به قسمت مورد نظر از مقیاس الکترومغناطیسی است.

تجزیه و تحلیل کمی و کیفی

روشن شد که طیف منحصر به فرد برای هر ماده. خواننده ممکن است نتیجه گیری کرد که این تحلیل است که تنها برای تعیین مواد از آن ساخته شده است استفاده می شود. با این حال، محدوده ممکن است بسیار وسیعتر است. تعداد اتم های درون مرکب را می توان با استفاده از تکنیک های خاص و سؤال عرض و به رسمیت شناختن و شدت خطوط حاصل تنظیم شده است. علاوه بر این، این شاخص را می توان در واحدهای مختلف بیان شده است:

• درصد (برای مثال، این آلیاژ حاوی 1٪ آلومینا)؛
• در خال (حل شده در این مایع 3 مول کلرید سدیم)؛
• در گرم (موجود در نمونه از 0.2 گرم از اورانیوم و توریم 0.4 گرم).

گاهی اوقات تجزیه و تحلیل مخلوط است: هر دو کمی و کیفی. اما در حالی که فیزیکدانان حفظ موقعیت از خطوط، و سایه خود را با کمک از جداول خاص مورد بررسی، اما در حال حاضر آن را تمام می کند این برنامه است.

استفاده از طیف

ما در حال حاضر در مورد بحث، چه انتشار و جذب نور توسط اتم. تجزیه و تحلیل طیفی بسیار گسترده ای استفاده می شود. هیچ منطقه از فعالیت های انسانی وجود دارد، بدون توجه به جایی ما با توجه به پدیده مورد استفاده قرار گرفت. در اینجا برخی از آنها عبارتند از:

1. در آغاز این مقاله، ما در مورد گوشی های هوشمند صحبت کردیم. عناصر نیمه هادی سیلیکون تبدیل شده اند تا کوچک، از جمله از طریق کریستال پژوهش با استفاده از تجزیه و تحلیل طیفی.
2. اگر هر گونه حادثه آن است که منحصر به فرد از لایه الکترونی از هر اتم را مشخص چه نوع از گلوله اول اخراج، چرا که ماشین خراب شد و یا چارچوب جرثقیل برج، و همچنین برخی از سم مسموم مردم و چقدر زمان او در آب به سر برد.
3. پزشکی اغلب در رابطه با مایعات بدن استفاده تجزیه و تحلیل طیفی را به نفع خود، اما آن اتفاق می افتد که این روش به بافت اعمال می شود.
4. کهکشان های دور، ابرهای گازی کیهانی، سیارات در مقابل ستاره - همه این را با نور و تجزیه آن به طیف مطالعه قرار گرفت. دانشمندان میدانند که ترکیب این اشیاء، سرعت خود را، و فرآیندهای است که در آنها رخ می دهد توجه به این واقعیت که آنها می توانند ضبط و تجزیه و تحلیل فوتون آنها منتشر می کنند و یا جذب می کند.

مقیاس های الکترومغناطیسی

بیشتر از همه، ما توجه به نور مرئی پرداخت. اما در مقیاس الکترومغناطیسی این بخش بسیار کوچک است. واقعیت این است که چشم انسان بسیار گسترده تر هفت رنگ های رنگین کمان را حل نمی کند. می توانید منتشر می کنند و جذب نه تنها فوتون قابل مشاهده است (λ = 380-780 نانومتر)، اما فوتون دیگر. مقیاس های الکترومغناطیسی شامل:

1. امواج رادیویی (λ = 100 کیلومتر) انتقال اطلاعات در مسافت های طولانی. با توجه به طول موج های بسیار بزرگ، انرژی خود را بسیار کم است. آنها به راحتی جذب می شود.
2. موج تراهرتز (λ = 1-0،1 میلی متر) تا همین اواخر، در دسترس نبودند. پیش از این، دامنه خود را شامل امواج رادیویی، اما در حال حاضر این بخش از مقیاس الکترومغناطیسی است در یک کلاس جداگانه اختصاص داده است.
3. مادون قرمز طول موج (λ = 0،74-2000 میکرومتر) انتقال حرارت. آتش، نور، خورشید آنها را به وفور منتشر می کنند.

نوری که ما بررسی شوند، بنابراین جزئیات بیشتر در مورد آن را نمی خواهد ارسال.

اشعه ماورای بنفش با طول موج (λ = 10-400 نانومتر) کشنده برای انسان در بیش، اما نقطه ضعف خود را غیر قابل برگشت است. ستاره مرکزی ما می دهد بسیاری از نور ماوراء بنفش، و جو زمین بیشتر از آن حفظ کرده است.

اشعه X و اشعه گاما (λ <10 نانومتر) یک طیف مشترک است، اما در اصل متفاوت است. برای به دست آوردن آنها، برای متفرق کردن الکترون ها یا اتم ها به سرعت بسیار بالا لازم است. آزمایشگاه از مردم قادر به آن هستند، اما در ماهیت چنین قدرت تنها رخ می دهد ستاره در داخل، و یا برخورد اجسام بزرگ. نمونه ای از فرایند دوم می توانید انفجار یک ابرنواختر توسط یک سیاهچاله، برخورد دو کهکشان و کهکشان ها و ابرها عظیم از گاز خدمت می کنند، جذب ستاره.

امواج الکترومغناطیسی از تمام محدوده، یعنی توانایی خود به ساطع می شود و جذب شده توسط اتم، در فعالیت های انسانی استفاده می شود. صرف نظر از این واقعیت است که خواننده را انتخاب کرده است (و یا تنها به منتخب) به عنوان مسیرهای زندگی خود را، او قطعا با نتایج حاصل از مطالعات طیفی روبرو هستند. فروشنده یک پایانه پرداخت مدرن چرا که یک بار دانشمند خواص مواد، دسمترس مورد مطالعه و یک ریزتراشه ایجاد برخوردار است. کشاورزی بارور زمینه و جمع آوری بازده بالا در حال حاضر تنها به دلیل یک بار یک زمین شناس در یک قطعه از سنگ معدن فسفر را کشف کرد. او می پوشد لباس های روشن تنها با اختراع از رنگهای شیمیایی مداوم است.

اما اگر خواننده بخواهد برای اتصال عمر خود را با دنیای علم، شما را به مطالعه بسیار بیشتری نسبت به مفاهیم اساسی از فرایند انتشار و جذب فوتون نور در اتم.