Презентация по физика на тема: "Спектри. Видове спектри

Спектралния състав на излъчването на атомите на различни вещества е много разнообразен. Въпреки това, всички спектри могат да бъдат разделени на три много различни типа.

Непрекъснати (непрекъснати) спектри.Непрекъснатият спектър на излъчване (фиг. 4.12.1) съдържа вълни с всички дължини на вълната. В спектъра няма пропуски, а на екрана на спектрографа се вижда непрекъсната многоцветна лента с плавен преход от един цвят към друг.

Непрекъснатите (или непрекъснатите) спектри дават тела, които са в твърдо или течно състояние, както и силно компресирани газове. За да получите непрекъснат спектър, трябва да загреете тялото до висока температура. Характерът на непрекъснатия спектър и самият факт на неговото съществуване се определят не само от свойствата на отделните излъчващи атоми, но също така зависят до голяма степен от взаимодействието на атомите помежду си. Непрекъснат спектър се произвежда и от високотемпературна плазма. Електромагнитните вълни се излъчват от плазмата главно при сблъсък на електрони с йони.

Линейни спектри.Линейните емисионни спектри (фиг. 4.12.2,3,4) представляват набор от цветни линии с различна яркост, разделени от широки тъмни ивици. Наличието на линеен спектър означава, че веществото излъчва светлина само с определени дължини на вълната (по-точно в определени много тесни спектрални интервали). Всяка от линиите има крайна ширина. Линейните спектри дават всички вещества в газообразно атомно (но не молекулярно) състояние. Изолираните атоми на даден химичен елемент излъчват строго определени дължини на вълните, характерни за даден химичен елемент. Природата на линейните спектри се обяснява с факта, че атомите на определено вещество имат само свои собствени стационарни състояния със собствен набор от енергийни нива.

Обикновено линейните спектри се наблюдават с помощта на блясъка на парите на вещество в пламък или блясъка на газов разряд в тръба, пълна с изследвания газ. С увеличаване на плътността на атомния газ отделните спектрални линии се разширяват и при много висока плътност на газа, когато взаимодействието на атомите стане значително, тези линии се припокриват една с друга, образувайки непрекъснат спектър.

Ивичести спектри.Ивичестите емисионни спектри се състоят от отделни ленти, разделени от тъмни празнини (Фигура 4.13 : а, б). С помощта на много добър спектрален инструмент може да се установи, че всяка лента е сбор от голям брой много близко разположени линии. За разлика от линейните спектри, ивичните спектри се създават не от атоми, а от молекули, които не са свързани или са слабо свързани помежду си.

Абсорбционни спектри.Ако бялата светлина премине през студен, неизлъчващ газ, тогава на фона на непрекъснатия спектър на източника се появяват тъмни абсорбционни линии (фиг. 4.14). Газът поглъща най-интензивно светлината с точно тези дължини на вълните, които излъчва, когато е много горещо. Тъмните линии на фона на непрекъснатия спектър са абсорбционните линии, които заедно образуват абсорбционния спектър. Абсорбционните спектри могат да бъдат непрекъснати, линейни и ивици.

Атомът, поглъщайки светлина, преминава от основното състояние във възбудено състояние и за възбуждане на атоми са подходящи строго определени енергийни кванти, съответстващи на даден газ. Следователно газът абсорбира от непрекъснатия спектър същите светлинни кванти, които може да излъчва сам.

Фигури 4.12 и 4.14 сравняват спектрите на емисия и абсорбция на разредени натриеви, водородни и хелиеви пари. Изследвайки спектрите на излъчване и поглъщане на атомите, още през 19 век физиците стигат до извода, че атомът не е неделима частица, а има някаква вътрешна сложна структура.

В основата е използването на линейни спектри спектрален анализ - метод за изследване на химичния състав на веществата чрез техните спектри. Отделните линии в спектрите на различни елементи могат да съвпадат, но като цяло спектърът на всеки елемент е негова индивидуална характеристика. Спектралния анализ изигра голяма роля в науката. Например тъмните линии на Фраунхофер са открити в спектъра на Слънцето (1814 г.), чийто произход се обяснява по следния начин. Слънцето, като гореща газова топка (T ~ 6000 °C), излъчва непрекъснат спектър.

Слънчевите лъчи преминават през слънчевата атмосфера (слънчевата корона, чиято температура е ~2000-3000 °C. Короната поглъща радиация с определена честота от непрекъснатия спектър, а слънчевият спектър на поглъщане се записва на Земята (фиг. 4.14). .5), чрез които е възможно да се определи кои химични елементи присъстват в слънчевата корона. Абсорбционните спектри на слънцето са открити всички земни елементи, както и неизвестен досега елемент, наречен хелий. 26 години (1894) на земята е открит хелий. Чрез спектрален анализ на земята са открити още 25 химични елемента.

Освен това спектралният анализ на Слънцето и звездите показа, че химичните елементи, влизащи в техния състав, присъстват и на Земята, т.е. материята на Вселената се състои от същия набор от елементи. Поради сравнителната си простота и гъвкавост, спектралният анализ е основният метод за наблюдение на състава на веществото в металургията и машиностроенето. С помощта на спектралния анализ химичният състав на рудите и минералите се определя както чрез емисионни спектри, така и чрез спектри на поглъщане. Съставът на сложните смеси се анализира чрез молекулни спектри. При определени условия методите за спектрален анализ могат да определят не само химичния състав на компонентите, но и тяхното количествено съдържание.

Статията говори за определението и видовете спектри, подчертава областите на приложение на спектроскопията и също така описва изследването на непознато твърдо вещество и видовете спектри, използвани за това.

Какво е спектър?

Като цяло в тази форма този въпрос насърчава читателя да си припомни уроците по физика и безкрайните формули. Тази концепция обаче обхваща много повече разнообразие и надхвърля училищната програма. И така, спектърът е разпределението на стойностите на определено количество (понякога концепция). Под величина, разбира се, те често означават специфична маса, енергия, дължина на вълната. Но има и други разпределения. Например, една жена знае как да готви две ястия - това е нейният кулинарен спектър. Или човек може да пие кафе, компот, чай, но не приема алкохол, което означава, че асортиментът му от напитки е ограничен. Тоест има видове спектри, които са напълно несвързани с науката. Физиката в горните примери не играе никаква роля.

Електромагнитна скала

Но най-често хората чуват това понятие, когато говорят за наука (по-специално за електромагнитната скала). Откъде идват електромагнитните вълни? Самият механизъм на тяхното възникване все още е загадка. Като цяло областта не на частиците, а на полетата е много загадъчна. Известно е обаче, че електромагнитните полета (и следователно вълните) възникват в присъствието на заряд, движещ се в пространството. И в зависимост от това какво представлява и как се движи, на електромагнитната скала се появяват различни видове радиация. Спектърът в този случай се разглежда в зависимост от дължината на вълната. Спомнете си, че този термин се отнася до минималното разстояние между еднакви фази на съседни смущения (по-просто казано, между последователни максимуми или минимуми). Радиовълните са с най-дълги дължини на вълните, а гама лъчите с най-къси. Това, което човешкото око вижда, е само малка част от целия диапазон и се намира по-близо до върха на скалата. Следователно видовете спектри се различават предимно по дължина на вълната или честота.

Спектроскопия

Когнитивната част на тази статия описва някои основни понятия. Най-важното във всяко изследване обаче е неговата уместност.

С други думи, обхватът. В тази част всички видове спектри са водещи. Те се използват навсякъде: от криминалистиката до създаването на нови вещества, от биологията до междузвездното пространство. Науката, която се фокусира върху тази физическа концепция, както читателят вече трябва да е разбрал, се нарича спектроскопия. В момента видовете спектри (спектрален анализ - съответно) се разграничават по няколко критерия.

Видове спектри

Както споменахме, първият критерий е дължината на вълната. Спомнете си, че честотата на вълната е обратно пропорционална на дължината - тези понятия са непрекъснато свързани. Според областите на електромагнитната скала има радио, ултравиолетови, видими, инфрачервени, рентгенови видове спектри. Вторият критерий е геометрията на експеримента. Записването за отражение и предаване на спектъра може да бъде коренно различно.

Анализът на разликите може да каже много за изследваното вещество. Например, по този начин са направени изводи за състава и плътността на пръстените на Сатурн.

Линии и райета

Вицът за сферичен кон във вакуум е само половин шега. Петдесет процента, ако не и повечето от физическите концепции в природата не съществуват в тяхната чиста форма. Следователно следният критерий, който разделя видовете спектри, е условен. Един идеален атом (или молекула) на материята в абсолютен вакуум ще даде разпределение на електромагнитни сигнали, състоящи се от тънки линии. Тези условия не са осъществими, но въпреки това много тесни ленти с отделни компоненти, неразличими вътре, се считат за линеен спектър. По правило това е набор от колони с различни височини (показва интензитета) при съответните дължини на вълната. Съществуват обаче и други видове спектри, които се наричат ​​лентови спектри: всяка линия има широки, размазани ръбове.

Синьо небе

Въпросът защо небето е синьо се задава от всеки неподвижник на четири години. Отговорът е едновременно прост и сложен: има такъв цвят, защото микроосцилациите (наречени флуктуации) на земната атмосфера от целия слънчев спектър разпръскват само съответния участък с дължина на вълната. Всичко останало се абсорбира (в по-голяма степен) или отразява.

Това е друг критерий. Тоест има спектри на абсорбция, излъчване и разсейване. Всяко изследване дава своите резултати. Но основната информация за веществото се носи от различни видове емисионни спектри. Те дават недвусмислен отговор какво и в какво количество присъства в изследваното вещество. Другите два изгледа ще покажат сложността на структурата и начините, по които отделните й части взаимодействат една с друга.

Лунен камък

За какво и какъв спектър е отговорен, ще покажем на примера на калдъръм, доставен от Луната. Ако накарате камъка да свети с различни манипулации, полученият спектър недвусмислено ще покаже кои химически елементи от системата на Менделеев съдържа. Други процедури са в състояние да извлекат концентрациите на откритите елементи от същите спектри. Твърдото тяло и неговите свойства обаче се определят не само от това, от което се състои, но и от това как тези отделни елементарни части са разположени една спрямо друга. Класически пример са графит и диамант. И в двата случая това е естествен въглерод. Но атомите са свързани по различни начини - и получаваме много меки и най-твърди естествени материали. Защо роден? Защото това е и основата на живота. Между другото, освен споменатите форми, има и фулерени, и нанотръби, и наскоро открития графен, за който учените получиха Нобелова награда. Вярно е, че в последния случай си струва да се спомене, че веществото е двуизмерно, което значително променя цялата идея за тънки слоеве вещества. И така, спектроскопията на разсейване ще разкаже за структурата на твърдо вещество, за минералите, включени в неговия състав. Например линиите на Raman (ако се интерпретират правилно) до няколко единични клетки определят структурата на кристала. Но анализът на ръба на поглъщане, или по-скоро неговите детайли: ъгълът на наклон, наличието на аномалии под формата на отклонение от линейната форма, помага да се намери степента на хармония на тази структура, тоест да се покаже кои кристали в камъка от Луната са прозрачни или веществото е почти аморфно?

Според тези данни експертите изчисляват произхода на веществото на камъка, както и метаморфозата на скалите, изграждащи състава му.

дигитален свят

Модерността е немислима без дигиталните технологии. И най-важното, не скоростта на процесорите или броя на гигабайтите RAM, а криптирането на сигнала. Разбира се, това е важно преди всичко за тези области, където е необходима конфиденциалност - в банкирането, личната комуникация през Интернет. Но дори прост запис на филм на диск е криптиране. Все пак лазерът гори не картинки, а нули и единици. Хората, които работят в областта на създаването и обработката на снимки, знаят колко "тежи" едно изображение в оригиналния Raw формат. За непосветените, нека разкрием една тайна: много. Защото всеки пиксел има свой собствен нюанс и осветеност. Но познатите ни jpeg, tiff или дори bmp заемат много по-малко място на носителя за съхранение, докато видимото качество не е по-лошо.

И така, каква е тайната? Отговорът е видовете спектри на сигнала и възможностите за компресирането му. Фурие доказва, че всеки сигнал може да бъде разложен на редица функции с достатъчно висока точност. Така всеки пиксел от обичайните фотографски формати показва не пряко фиксираната боя, а спектъра на сигнала. Някои видео формати не използват трансформация на Фурие, а вълнова трансформация за декодиране на малки части от единици и нули в конкретна картина. По този начин, след като сте загубили много малка (по-малко от един процент) част от изображението, можете значително, понякога сто пъти, да намалите количеството пространство, заето на диск или флаш карта.

Формула за тънки лещи

Формулата за тънка леща свързва d (разстоянието от обекта до оптичния център на лещата), f (разстоянието от оптичния център до изображението) с фокусното разстояние F (фиг. 101).

Триъгълник ABO е подобен на триъгълник OB 1 A 1 . От приликата следва, че

Триъгълник OCF е подобен на триъгълник FB 1 A 1 . От приликата следва, че

Това е формулата на тънките лещи.

Разстоянията F, d и f от лещата до реалните точки се вземат със знак плюс, разстоянията от лещата до въображаемите точки се вземат със знак минус.

Съотношението на размера на изображението H към линейния размер на обекта h се нарича линейно увеличение на лещата G.

Спектралния състав на излъчването на веществата е много разнообразен. Но въпреки това всички спектри, както показва опитът, могат да бъдат разделени на три типа.

Непрекъснати спектри.Слънчевият спектър или спектърът на дъговата светлина е непрекъснат. Това означава, че има вълни от всички дължини на вълната в спектъра. Няма прекъсвания в спектъра и може да се види непрекъсната многоцветна лента на екрана на спектрографа (виж Фиг. V, 1 на цветната вложка).

Честотното разпределение на енергията, т.е. спектралната плътност на интензитета на излъчване, е различно за различните тела. Например, тяло с много черна повърхност излъчва електромагнитни вълни с всички честоти, но зависимостта на спектралната плътност на интензитета на излъчване от честотата има максимум при определена честота Vmax (фиг. 10.3). Енергията на излъчване, която се дължи на много малки (V -> 0) и много високи (v -> v ) честоти е незначителна. С повишаване на телесната температура максималната спектрална плътност на радиацията се измества към къси вълни.

Непрекъснати (или непрекъснати) спектри, както показва опитът, дават тела, които са в твърдо или течно състояние, както и силно компресирани газове. За да се получи непрекъснат спектър, е необходимо тялото да се нагрее до висока температура.

Природата на непрекъснатия спектър и самият факт на неговото съществуване се определят не само от свойствата на отделните излъчващи атоми, но също така зависят до голяма степен от взаимодействието на атомите помежду си.

Непрекъснат спектър се произвежда и от високотемпературна плазма. Електромагнитните вълни се излъчват от плазмата главно при сблъсъци на електрони с йони.

Линейни спектри.Нека поставим в бледия пламък на газова горелка парче азбест, навлажнено с разтвор на готварска сол. Когато наблюдаваме пламъка през спектроскоп, ще видим как ярко жълта линия мига на фона на едва различим непрекъснат спектър на пламъка (виж фиг. V, 2 на цветната вложка).

Тази жълта линия се дава от натриеви пари, които се образуват по време на разделянето на молекулите на натриев хлорид в пламък. Цветната вложка също така показва спектрите на водород и хелий. Всеки от спектрите е палисада от цветни линии с различна яркост, разделени от широки тъмни ивици. Такива спектри се наричат ​​линейни спектри. Наличието на линеен спектър означава, че веществото излъчва светлина само с определени дължини на вълната (по-точно в определени много тесни спектрални интервали). Фигура 10.4 показва приблизително разпределение на спектралната плътност на интензитета на излъчване в линейния спектър. Всяка линия има крайна ширина.

Линейните спектри дават всички вещества в газообразно атомно (но не молекулярно) състояние. В този случай светлината се излъчва от атоми, които практически не взаимодействат помежду си. Това е най-фундаменталният, основен тип спектри.

Изолираните атоми излъчват светлина със строго определени дължини на вълната.

Обикновено линейните спектри се наблюдават с помощта на блясъка на парите на вещество в пламък или блясъка на газов разряд в тръба, пълна с изследвания газ.

Тъй като плътността на атомния газ се увеличава, отделните спектрални линии се разширяват и накрая, при много висока компресия на газа, когато взаимодействието на атомите стане значително, тези линии се припокриват, образувайки непрекъснат спектър.

Ивичести спектри.Раираният спектър се състои от отделни ивици, разделени от тъмни празнини. С помощта на много добър спектрален апарат може да се установи, че всяка лента е колекция от голям брой много близко разположени линии. За разлика от линейните спектри, ивичните спектри се образуват не от атоми, а от молекули, които не са свързани или са слабо свързани помежду си.

За наблюдение на молекулни спектри, както и за наблюдение на линейни спектри, се използва сиянието на парите на вещество в пламък или сиянието на газов разряд.

Абсорбционни спектри.Всички вещества, чиито атоми са във възбудено състояние, излъчват светлинни вълни. Енергията на тези вълни се разпределя по определен начин по дължините на вълните. Поглъщането на светлина от дадено вещество също зависи от дължината на вълната. И така, червеното стъкло пропуска вълни, съответстващи на червената светлина (8 10 -5 cm), и абсорбира всички останали.

Ако бялата светлина премине през студен, неизлъчващ газ, тогава се появяват тъмни линии на фона на непрекъснатия спектър на източника (виж Фиг. V, 5-8 на цветната вложка). Газът поглъща най-интензивно светлината именно с тези дължини на вълните, които самият той излъчва в силно нагрято състояние. Тъмните линии на фона на непрекъснатия спектър са абсорбционните линии, които заедно образуват абсорбционния спектър.

Има непрекъснати, линейни и ивични емисионни спектри и същия брой спектри на абсорбция.

Спектрален анализ- набор от методи за качествено и количествено определяне на състава на обект, основани на изследване на спектрите на взаимодействието на материята с радиацията, включително спектрите на електромагнитното излъчване, акустичните вълни, разпределението на масата и енергията на елементарните частици, и т.н.

В зависимост от целта на анализа и видовете спектри има няколко метода за спектрален анализ. Атомени молекулярноспектралните анализи позволяват да се определи съответно елементният и молекулният състав на веществото. При емисионните и абсорбционните методи съставът се определя от емисионните и абсорбционните спектри.

Масспектрометричният анализ се извършва с помощта на масспектърите на атомни или молекулни йони и дава възможност да се определи изотопният състав на даден обект.

Министерство на образованието и науката
Република Казахстан

Държавен университет в Караганда
на името на E.A. Букетова

Физически факултет

Катедра по оптика и спектроскопия

Курсова работа

по темата:

Спектри. ОТ спектрален анализ и неговото приложение.

Приготвен от:

студент от група FTRF-22

Ахтариев Дмитрий.

Проверено:

учител

Кусенова Асия Сабиргалиевна

Караганда - 2003г
Планирайте

Въведение

1. Енергия в спектъра

2. Видове спектри

3. Спектрален анализ и неговото приложение

4. Спектрални устройства

5. Спектър на електромагнитното излъчване

Заключение

Списък на използваната литература

Въведение

Изследването на линейния спектър на дадено вещество ви позволява да определите от какви химични елементи се състои и колко всеки елемент се съдържа в това вещество.

Количественото съдържание на елемента в изследваната проба се определя чрез сравняване на интензитета на отделните линии от спектъра на този елемент с интензитета на линиите на друг химичен елемент, чието количествено съдържание в пробата е известно.

Методът за определяне на качествения и количествения състав на веществото чрез неговия спектър се нарича спектрален анализ. Спектралният анализ се използва широко в проучването на полезни изкопаеми за определяне на химичния състав на рудни проби. В промишлеността спектралният анализ дава възможност да се контролират съставите на сплавите и примесите, въведени в металите, за да се получат материали с желани свойства.

Предимствата на спектралния анализ са висока чувствителност и бързи резултати. С помощта на спектрален анализ е възможно да се открие наличието на злато в проба с тегло 6 * 10 -7 g, докато масата му е само 10 -8 g. Определянето на марката стомана чрез спектрален анализ може да се извърши в няколко десетки секунди.

Спектралният анализ дава възможност да се определи химичният състав на небесните тела, които са на милиарди светлинни години от Земята. Химическият състав на атмосферите на планети и звезди, студен газ в междузвездното пространство се определя от спектрите на поглъщане.

Изследвайки спектрите, учените успяха да определят не само химичния състав на небесните тела, но и тяхната температура. Изместването на спектралните линии може да се използва за определяне на скоростта на небесното тяло.

Енергия в спектъра.

Източникът на светлина трябва да консумира енергия. Светлината е електромагнитни вълни с дължина на вълната 4 * 10 -7 - 8 * 10 -7 м. Електромагнитните вълни се излъчват по време на ускореното движение на заредени частици. Тези заредени частици са част от атомите. Но без да знаем как е устроен атомът, нищо надеждно не може да се каже за механизма на излъчване. Ясно е само, че вътре в атома няма светлина, както няма звук в струната на пиано. Подобно на струна, която започва да звучи само след удар с чук, атомите раждат светлина едва след като са развълнувани.

За да може един атом да излъчва, той трябва да пренесе енергия. Излъчвайки, атомът губи енергията, която е получил, а за непрекъснатото светене на веществото е необходим приток на енергия към неговите атоми отвън.

Топлинно излъчване.Най-простият и най-разпространен вид излъчване е топлинното излъчване, при което енергийните загуби на атомите за излъчване на светлина се компенсират от енергията на топлинното движение на атомите или (молекулите) на излъчващото тяло. Колкото по-висока е телесната температура, толкова по-бързо се движат атомите. Когато бързите атоми (молекули) се сблъскат един с друг, част от тяхната кинетична енергия се преобразува в енергия на възбуждане на атомите, които след това излъчват светлина.

Топлинният източник на радиация е Слънцето, както и обикновена лампа с нажежаема жичка. Лампата е много удобен, но неикономичен източник. Само около 12% от цялата енергия, освободена в лампата от електрически ток, се превръща в светлинна енергия. Топлинният източник на светлина е пламъкът. Зърната от сажди се нагряват от енергията, отделена при изгарянето на горивото, и излъчват светлина.

Електролуминесценция.Енергията, необходима на атомите за излъчване на светлина, може да бъде взета и от нетермични източници. При разреждане в газове електрическото поле придава голяма кинетична енергия на електроните. Бързите електрони изпитват сблъсъци с атоми. Част от кинетичната енергия на електроните отива за възбуждане на атоми. Възбудените атоми отделят енергия под формата на светлинни вълни. Поради това изхвърлянето в газа е придружено от блясък. Това е електролуминесценция.

катодолуминесценция.Светенето на твърдите тела, причинено от бомбардирането им с електрони, се нарича катодолуминесценция. Катодолуминесценцията кара екраните на катодните тръби на телевизорите да светят.

Хемилуминесценция.При някои химични реакции, които освобождават енергия, част от тази енергия се изразходва директно за излъчване на светлина. Източникът на светлина остава студен (има температура на околната среда). Това явление се нарича хемиолуминесценция.

Фотолуминесценция.Светлината, падаща върху веществото, частично се отразява и частично се абсорбира. Енергията на погълнатата светлина в повечето случаи предизвиква само нагряване на телата. Въпреки това, някои тела сами започват да светят директно под действието на падащата върху тях радиация. Това е фотолуминесценция. Светлината възбужда атомите на материята (увеличава вътрешната им енергия), след което те се осветяват сами. Например, светещите бои, с които са покрити много коледни украси, излъчват светлина, след като бъдат облъчени.

Светлината, излъчвана по време на фотолуминесценцията, като правило има по-голяма дължина на вълната от светлината, която възбужда сиянието. Това може да се наблюдава експериментално. Ако светлинен лъч, преминал през виолетов светлинен филтър, се насочи към съд с флуоресцеит (органично багрило), тогава тази течност започва да свети в зелено-жълта светлина, т.е. светлина с по-голяма дължина на вълната от тази на виолетовата светлина.

Явлението фотолуминесценция се използва широко във флуоресцентните лампи. Съветският физик С. И. Вавилов предложи покриване на вътрешната повърхност на газоразрядната тръба с вещества, способни да светят ярко под действието на късовълново излъчване от газов разряд. Флуоресцентните лампи са около три до четири пъти по-икономични от обикновените лампи с нажежаема жичка.

Изброени са основните видове радиация и източниците, които ги създават. Най-често срещаните източници на радиация са термичните.

Разпределение на енергията в спектъра.Нито един от източниците не дава монохроматична светлина, тоест светлина със строго определена дължина на вълната. В това ни убеждават опитите за разлагане на светлината в спектър с помощта на призма, както и опитите за интерференция и дифракция.

Енергията, която светлината от източника носи със себе си, се разпределя по определен начин върху вълните с всички дължини на вълната, които образуват светлинния лъч. Можем също да кажем, че енергията е разпределена по честоти, тъй като има проста връзка между дължината на вълната и честотата: ђv = c.

Плътността на потока на електромагнитното излъчване, или интензитетът /, се определя от енергията &W, която се приписва на всички честоти. За да се характеризира разпределението на радиацията по честоти, е необходимо да се въведе нова стойност: интензитетът на единица честотен интервал. Тази стойност се нарича спектрална плътност на интензитета на излъчване.

Спектралната плътност на радиационния поток може да се намери експериментално. За това е необходимо да се използва призма, за да се получи спектърът на излъчване, например на електрическа дъга, и да се измери плътността на радиационния поток, попадаща в малки спектрални интервали с широчина Av.

Не можете да разчитате на окото, когато оценявате разпределението на енергията. Окото има селективна чувствителност към светлина: максимумът на неговата чувствителност се намира в жълто-зелената област на спектъра. Най-добре е да се възползвате от свойството на черното тяло да поглъща почти напълно светлина от всички дължини на вълната. В този случай енергията на излъчване (т.е. светлина) причинява нагряване на тялото. Следователно е достатъчно да се измери телесната температура и по нея да се прецени количеството енергия, погълната за единица време.

Обикновеният термометър е твърде чувствителен, за да се използва успешно в такива експерименти. Необходими са по-чувствителни уреди за измерване на температурата. Можете да вземете електрически термометър, в който чувствителният елемент е направен под формата на тънка метална плоча. Тази плоча трябва да бъде покрита с тънък слой сажди, който почти напълно абсорбира светлина с всякаква дължина на вълната.

Топлочувствителната пластина на инструмента трябва да се постави на едно или друго място в спектъра. Целият видим спектър с дължина l от червени лъчи до виолетови съответства на честотния интервал от v kr до y f. Ширината съответства на малък интервал Av. Чрез нагряване на черната пластина на устройството може да се прецени плътността на радиационния поток за честотен интервал Av. Премествайки плочата по спектъра, откриваме, че по-голямата част от енергията е в червената част на спектъра, а не в жълто-зеленото, както изглежда на окото.

Въз основа на резултатите от тези експерименти е възможно да се начертае зависимостта на спектралната плътност на интензитета на излъчване от честотата. Спектралната плътност на интензитета на излъчване се определя от температурата на плочата, а честотата не е трудна за намиране, ако устройството, използвано за разлагане на светлината, е калибрирано, т.е. ако се знае на каква честота отговаря дадения участък от спектъра. да се.

Начертавайки по абсцисната ос стойностите на честотите, съответстващи на средните точки на интервалите Av, и по ординатната ос спектралната плътност на интензитета на излъчване, получаваме поредица от точки, през които може да се начертае гладка крива. Тази крива дава визуално представяне на разпределението на енергията и видимата част от спектъра на електрическа дъга.

Видове спектри.

Спектралния състав на излъчването на различни вещества е много разнообразен. Но въпреки това всички спектри, както показва опитът, могат да бъдат разделени на три типа, които са много различни един от друг.

Непрекъснати спектри.

Слънчевият спектър или спектърът на дъговата светлина е непрекъснат. Това означава, че всички дължини на вълните са представени в спектъра. В спектъра няма прекъсвания и на екрана на спектрографа може да се види непрекъсната многоцветна лента.

Честотното разпределение на енергията, т.е. спектралната плътност на интензитета на излъчване, е различно за различните тела. Например, тяло с много черна повърхност излъчва електромагнитни вълни с всички честоти, но кривата на зависимостта на спектралната плътност на интензитета на излъчване от честотата има максимум при определена честота. Енергията на излъчване, която се дължи на много малки и много високи честоти, е незначителна. С повишаване на температурата максималната спектрална плътност на излъчването се измества към късите вълни.

Непрекъснатите (или непрекъснатите) спектри, както показва опитът, дават тела, които са в твърдо или течно състояние, както и силно компресирани газове. За да получите непрекъснат спектър, трябва да загреете тялото до висока температура.

Характерът на непрекъснатия спектър и самият факт на неговото съществуване се определят не само от свойствата на отделните излъчващи атоми, но също така зависят до голяма степен от взаимодействието на атомите помежду си.

Линейни спектри.

Нека поставим в бледия пламък на газовата горелка парче азбест, напоен с разтвор на готварска сол. При наблюдение на пламък през спектроскоп ярко жълта линия мига на фона на едва различим непрекъснат спектър на пламъка. Тази жълта линия се дава от натриеви пари, които се образуват по време на разделянето на молекулите на натриев хлорид в пламък. На спектроскопа може да се види и палисада от цветни линии с различна яркост, разделени от широки тъмни ивици. Такива спектри се наричат управлявал. Наличието на линеен спектър означава, че веществото излъчва светлина само с определени дължини на вълната (по-точно в определени много тесни спектрални интервали). Всяка от линиите има крайна ширина.

Линейните спектри дават всички вещества в газообразния атомен (но не молекулярно състояние.В този случай светлината се излъчва от атоми, които практически не взаимодействат помежду си. Това е най-фундаменталният, основен тип спектри.

Изолираните атоми на даден химичен елемент излъчват строго определени дължини на вълните.

Обикновено линейните спектри се наблюдават с помощта на блясъка на парите на вещество в пламък или блясъка на газов разряд в тръба, пълна с изследвания газ.

С увеличаване на плътността на атомния газ, отделните спектрални линии се разширяват и накрая, при много висока плътност на газа, когато взаимодействието на атомите стане значително, тези линии се припокриват, образувайки непрекъснат спектър.

Ивичести спектри.

Раираният спектър се състои от отделни ивици, разделени от тъмни празнини. С помощта на много добър спектрален апарат може да се установи, че всяка лента е колекция от голям брой много близко разположени линии. За разлика от линейните спектри, ивичните спектри се създават не от атоми, а от молекули, които не са свързани или са слабо свързани помежду си.
За наблюдение на молекулни спектри, както и за наблюдение на линейни спектри, обикновено се използва сиянието на пари в пламък или сиянието на газов разряд.

Абсорбционни спектри.

Всички вещества, чиито атоми са във възбудено състояние, излъчват светлинни вълни, чиято енергия е разпределена по определен начин по дължините на вълните. Поглъщането на светлина от дадено вещество също зависи от дължината на вълната. И така, червеното стъкло пропуска вълни, съответстващи на червената светлина (l »8 10 -5 cm), и абсорбира всички останали.

Ако бялата светлина премине през студен, неизлъчващ газ, тогава се появяват тъмни линии на фона на непрекъснатия спектър на източника. Газът поглъща най-интензивно светлината с точно тези дължини на вълните, които излъчва, когато е много горещо. Тъмните линии на фона на непрекъснатия спектър са абсорбционните линии, които заедно образуват абсорбционния спектър.

Има непрекъснати, линейни и ивични емисионни спектри и същия брой спектри на абсорбция.

Важно е да знаем от какво са изградени телата около нас. Измислени са много методи за определяне на техния състав. Но съставът на звездите и галактиките може да бъде известен само с помощта на спектрален анализ.

Спектрален анализ и неговото приложение

Линейните спектри играят особено важна роля, тъй като тяхната структура е пряко свързана със структурата на атома. В крайна сметка тези спектри са създадени от атоми, които не изпитват външни влияния. Следователно, запознавайки се с линейните спектри, ние по този начин правим първата стъпка към изучаване на структурата на атомите. Наблюдавайки тези спектри, учените успяха да "погледнат" вътре в атома. Тук оптиката влиза в тясна връзка с атомната физика.

Основното свойство на линейните спектри е това дължините на вълните (или честотите) на линейния спектър на дадено вещество зависят само от свойствата на атомите на това вещество, но са напълно независими от метода на възбуждане на луминесценцията на атомите. Атомите на всеки химичен елемент излъчват спектър, различен от спектрите на всички други елементи: те са способни да излъчват строго определен набор от дължини на вълните.

Въз основа на това спектраленанализ- метод за определяне на химичния състав на веществото по неговия спектър. Подобно на човешките пръстови отпечатъци, линейните спектри имат уникална индивидуалност. Уникалността на шарките върху кожата на пръста често помага да се намери престъпникът. По същия начин, поради индивидуалността на спектрите, е възможно да се определи химичният състав на тялото. С помощта на спектрален анализ е възможно да се открие този елемент в състава на сложно вещество, дори ако неговата маса не надвишава 10 -10. Това е много чувствителен метод.

Количественият анализ на състава на веществото по неговия спектър е труден, тъй като яркостта на спектралните линии зависи не само от масата на веществото, но и от метода на възбуждане на блясъка. Така при ниски температури много спектрални линии изобщо не се появяват. Въпреки това, при стандартни условия за възбуждане на луминесценция, може да се извърши и количествен спектрален анализ.

Понастоящем са определени спектрите на всички атоми и са съставени спектрални таблици. С помощта на спектралния анализ бяха открити много нови елементи: рубидий, цезий и др. Елементите често получаваха имена според цвета на най-интензивните линии на спектъра. Рубидият дава тъмночервени, рубинени линии. Думата цезий означава "небесносин". Това е цветът на основните линии на цезиевия спектър.

С помощта на спектрален анализ те научиха химичния състав на Слънцето и звездите. Други методи за анализ тук обикновено са невъзможни. Оказа се, че звездите са съставени от същите химически елементи, които се намират на Земята. Любопитно е, че първоначално хелият е открит в Слънцето и едва след това е открит в земната атмосфера. Името на този елемент припомня историята на откриването му: думата хелийозначава "слънчево".

Поради своята относителна простота и гъвкавост, спектралният анализ е основният метод за наблюдение на състава на вещество в металургията, машиностроенето и ядрената индустрия. С помощта на спектрален анализ се определя химичният състав на рудите и минералите.

Съставът на сложни, предимно органични, смеси се анализира чрез техните молекулни спектри.

Спектрален анализ може да се извърши не само от емисионни спектри, но и от спектри на абсорбция. Именно абсорбционните линии в спектъра на Слънцето и звездите позволяват да се изследва химичният състав на тези небесни тела. Ярко светещата повърхност на Слънцето - фотосферата - дава непрекъснат спектър. Слънчевата атмосфера избирателно поглъща светлина от фотосферата, което води до появата на абсорбционни линии на фона на непрекъснатия спектър на фотосферата.

Но самата атмосфера на Слънцето излъчва светлина. По време на слънчеви затъмнения, когато слънчевият диск е покрит от Луната, линиите на спектъра се обръщат. Вместо абсорбционни линии в слънчевия спектър мигат емисионни линии.

В астрофизиката спектралният анализ се разбира не само за определяне на химичния състав на звезди, газови облаци и т.н., но и за намиране на много други физически характеристики на тези обекти от спектрите: температура, налягане, скорост, магнитна индукция.

В допълнение към астрофизиката, спектралният анализ се използва широко в криминалистиката за изследване на доказателства, открити на местопрестъпление. Също така спектралният анализ в криминалистиката помага да се определи оръжието на убийството и като цяло да се разкрият някои подробности от престъплението.

Спектралния анализ се използва още по-широко в медицината. Тук приложението му е много широко. Може да се използва за диагностика, както и за определяне на чужди вещества в човешкото тяло.

Спектралния анализ напредва не само в науката, но и в социалната сфера на човешката дейност.

Спектралния анализ изисква специални спектрални инструменти, които ще разгледаме по-нататък.

Спектрален апарат

За точно изследване на спектрите вече не са достатъчни такива прости устройства като тесен процеп, ограничаващ светлинния лъч, и призма. Необходими са инструменти, които дават ясен спектър, тоест инструменти, които добре разделят вълните с различна дължина и не позволяват застъпване на отделни участъци от спектъра. Такива устройства се наричат ​​спектрални устройства. Най-често основната част от спектралния апарат е призма или дифракционна решетка.

Разгледайте схемата на устройството на призменния спектрален апарат. Изследваното лъчение първо влиза в частта на устройството, наречена колиматор. Колиматорът представлява тръба, в единия край на която има екран с тесен процеп, а в другия - събирателна леща. Прорезът е на фокусно разстояние от обектива. Следователно, дивергентният светлинен лъч, който влиза в лещата от процепа, излиза от нея в паралелен лъч и пада върху призмата.

Тъй като различните честоти съответстват на различни индекси на пречупване, от призмата излизат успоредни лъчи, които не съвпадат по посока. Те падат върху обектива. На фокусното разстояние на този обектив е разположен екран - матирано стъкло или фотографска плака. Обективът фокусира паралелни снопове лъчи върху екрана и вместо едно изображение на процепа се получава цяла поредица от изображения. Всяка честота (тесен спектрален интервал) има свой образ. Всички тези изображения заедно образуват спектър.

Описаният уред се нарича спектрограф. Ако вместо втора леща и екран се използва телескоп за визуално наблюдение на спектрите, тогава устройството се нарича спектроскоп. Призмите и другите детайли на спектралните устройства не са задължително направени от стъкло. Вместо стъкло се използват и прозрачни материали като кварц, каменна сол и др.

Запознахте се с нова величина - спектралната плътност на интензитета на излъчване. Научихме какво има вътре в корпуса на спектралния апарат.

Спектралния състав на излъчването на веществата е много разнообразен. Но въпреки това всички спектри, както показва опитът, могат да бъдат разделени на три типа.

Спектър на електромагнитно излъчване

Свойства на електромагнитното излъчване.Електромагнитните лъчения с различни дължини на вълните имат доста разлики, но всички те, от радиовълни до гама лъчение, са от една и съща физическа природа. Всички видове електромагнитно излъчване в по-голяма или по-малка степен проявяват свойствата на интерференция, дифракция и поляризация, характерни за вълните. В същото време всички видове електромагнитно излъчване проявяват квантови свойства в по-голяма или по-малка степен.

Общи за всички електромагнитни лъчения са механизмите на тяхното възникване: електромагнитни вълни с всякаква дължина на вълната могат да възникнат по време на ускореното движение на електрически заряди или по време на преходите на молекули, атоми или атомни ядра от едно квантово състояние в друго. Хармоничните колебания на електрическите заряди се придружават от електромагнитно излъчване с честота, равна на честотата на колебанията на заряда.

Радио вълни.При трептения, възникващи при честоти от 10 5 до 10 12 Hz, възниква електромагнитно излъчване, чиято дължина на вълната е в диапазона от няколко километра до няколко милиметра. Този раздел от скалата на електромагнитното излъчване се отнася за обхвата на радиовълните. Радиовълните се използват за радиокомуникации, телевизия и радар.

Инфрачервено лъчение.Електромагнитно излъчване с дължина на вълната по-малка от 1-2 mm, но по-голяма от 8 * 10 -7 m, т.е. лежащи между обхвата на радиовълните и обхвата на видимата светлина се наричат ​​инфрачервено лъчение.

Областта на спектъра отвъд червения му ръб е експериментално изследвана за първи път през 1800 г. Английски астроном Уилям Хершел (1738-1822). Хершел постави термометъра с черна крушка отвъд червения край на спектъра и откри повишаване на температурата. Крушката на термометъра се нагрява от радиация, невидима за окото. Това лъчение се нарича инфрачервени лъчи.

Инфрачервеното лъчение се излъчва от всяко нагрято тяло. Източници на инфрачервено лъчение са печки, бойлери, електрически лампи с нажежаема жичка.

С помощта на специални устройства инфрачервеното лъчение може да се преобразува във видима светлина и да се получат изображения на нагрети обекти в пълна тъмнина. Инфрачервеното лъчение се използва за сушене на боядисани продукти, стени на сгради, дърво.

Видима светлина.Видимата светлина (или просто светлина) включва радиация с дължина на вълната от приблизително 8*10 -7 до 4*10 -7 m, от червена до виолетова светлина.

Значението на тази част от спектъра на електромагнитното излъчване в човешкия живот е изключително голямо, тъй като човек получава почти цялата информация за света около него с помощта на зрението.

Светлината е предпоставка за развитието на зелени растения и следователно необходимо условие за съществуването на живот на Земята.

Ултравиолетова радиация. През 1801 г. немският физик Йохан Ритер (1776 - 1810), докато изучава спектъра, открива, че отвъд виолетовия му ръб има област, създадена от невидими за окото лъчи. Тези лъчи влияят на определени химични съединения. Под действието на тези невидими лъчи се получава разлагане на сребърен хлорид, светене на кристали от цинков сулфид и някои други кристали.

Електромагнитното лъчение, което е невидимо за окото и има дължина на вълната, по-къса от виолетовата светлина, се нарича ултравиолетово лъчение. Ултравиолетовото лъчение включва електромагнитно лъчение в диапазона на дължината на вълната от 4 * 10 -7 до 1 * 10 -8 m.

Ултравиолетовото лъчение е способно да убива патогенни бактерии, така че се използва широко в медицината. Ултравиолетовото лъчение в състава на слънчевата светлина предизвиква биологични процеси, които водят до потъмняване на човешката кожа - слънчево изгаряне.

Газоразрядните лампи се използват като източници на ултравиолетово лъчение в медицината. Тръбите на такива лампи са изработени от кварц, прозрачен за ултравиолетови лъчи; затова тези лампи се наричат ​​кварцови лампи.

рентгенови лъчи. Ако се приложи постоянно напрежение от няколко десетки хиляди волта във вакуумна тръба между нагрят катод, който излъчва електрон и анод, тогава електроните първо ще бъдат ускорени от електрическо поле и след това рязко ще се забавят в анодното вещество, когато взаимодействайки с неговите атоми. При забавяне на бързите електрони в дадено вещество или при електронни преходи върху вътрешните обвивки на атомите възникват електромагнитни вълни с дължина на вълната, по-къса от тази на ултравиолетовото лъчение. Това лъчение е открито през 1895 г. от немския физик Вилхелм Рентген (1845-1923). Електромагнитното лъчение с дължина на вълната от 10 -14 до 10 -7 m се нарича рентгеново лъчение.

Рентгеновите лъчи са невидими за окото. Те преминават без значителна абсорбция през значителни слоеве материал, който е непрозрачен за видимата светлина. Рентгеновите лъчи се откриват чрез способността им да предизвикват определено сияние на определени кристали и да действат върху фотографски филм.

Способността на рентгеновите лъчи да проникват през дебели слоеве материя се използва за диагностициране на заболявания на вътрешните органи на човека. В инженерството рентгеновите лъчи се използват за контрол на вътрешната структура на различни продукти, заварки. Рентгеновото лъчение има силно биологично действие и се използва за лечение на някои заболявания.

Гама радиация. Гама-лъчението се нарича електромагнитно излъчване, излъчвано от възбудени атомни ядра и възникващо от взаимодействието на елементарни частици.

Гама лъчението е електромагнитното лъчение с най-къса дължина на вълната (l < 10 -10 м). Характеристиката му е изразените корпускулярни свойства. Следователно гама-лъчението обикновено се разглежда като поток от частици - гама-лъчи. В областта на дължините на вълните от 10 -10 до 10 -14 и диапазоните на рентгеновите лъчи и гама лъченията се припокриват, в тази област рентгеновите и гама лъчите са идентични по природа и се различават само по произход.

Заключение

В началото на XIXв. беше установено, че отгоре (по дължината на вълната) червената част от спектъра на видимата светлина е невидима за окото инфрачервеначаст от спектъра, а под виолетовата част от спектъра на видимата светлина е невидима UVчаст от спектъра.

Дължините на вълните на инфрачервеното лъчение варират от

3·10 -4 до 7,6·10 -7 м. Най-характерното свойство на това лъчение е топлинният му ефект. Всяко тяло е източник на инфрачервена светлина. Интензитетът на това излъчване е толкова по-висок, колкото по-висока е температурата на тялото. Инфрачервеното лъчение се изследва с помощта на термодвойки и болометри. Принципът на действие на устройствата за нощно виждане се основава на използването на инфрачервено лъчение.

Дължините на вълните на ултравиолетовото лъчение са в диапазона от

4·10 -7 до 6·10 -9 м. Най-характерното свойство на това лъчение е неговото химично и биологично действие. Ултравиолетовото лъчение причинява явлението фотоелектричен ефект, светенето на редица вещества ( флуоресценция и фосфоресценция).Убива болестотворните микроби, причинява слънчево изгаряне и т.н.

В науката инфрачервеното и ултравиолетовото лъчение се използват за изследване на молекулите и атомите на материята.

На екрана зад пречупваща призма монохроматичните цветове в спектъра са подредени в следния ред: червено (с най-голяма дължина на вълната l k \u003d 7,6 10 -7 m сред вълните на видимата светлина и най-нисък индекс на пречупване), оранжево, жълто , зелено, синьо, синьо и виолетово (с най-малка дължина на вълната във видимия спектър l f =4·10 -7 m и най-висок индекс на пречупване).

И така, спектралният анализ се използва в почти всички най-важни области на човешката дейност: в медицината, в криминалистиката, в промишлеността и други отрасли, които съществуват в полза на човечеството. По този начин спектралният анализ е един от най-важните аспекти на развитието не само на научния прогрес, но и на самия стандарт на човешкия живот.

Яраджули Георги

Емисионни и абсорбционни спектри.

Изтегли:

Преглед:

За да използвате визуализацията на презентации, създайте акаунт в Google (акаунт) и влезте: https://accounts.google.com

Надписи на слайдове:

Спектри. Видове спектри. Спектрален анализ. Презентация по физика от ученик от 11 клас на GBOU средно училище № 1465 на името на адмирал N.G. Кузнецова Яраджули Георгий Учител по физика Круглова Лариса Юриевна

Концепцията за спектъра и основна информация Спектър - разпределението на стойностите на физическо количество (обикновено енергия, честота или маса).Графичното представяне на такова разпределение се нарича спектрална диаграма. Обикновено под спектър се разбира електромагнитният спектър - честотният спектър на електромагнитното излъчване.

История на изследването В научната употреба терминът "спектър" е въведен от Нютон през 1671-1672 г., за да обозначи многоцветна лента, подобна на дъга, която се получава, когато слънчев лъч преминава през триъгълна стъклена призма.

Исторически, преди всички други спектри, изследването на оптичните спектри е започнало. Първият беше Исак Нютон, който въведе термина "спектър" в научна употреба, за да обозначи многоцветната лента, подобна на дъгата, получена от него при експерименти със слънчева светлина. В своя труд "Оптика", публикуван през 1704 г., той публикува резултатите от своите експерименти за разлагане на бялата светлина на отделни компоненти с различен цвят и пречупване с помощта на триъгълна стъклена призма, тоест той получава спектрите на слънчевата радиация и обяснява техните природата, показвайки, че цветът е собственото свойство на светлината.

Всъщност Нютон полага основите на оптичната спектроскопия: в „Оптика“ той описва и трите използвани днес метода за разлагане на светлината: пречупване, интерференция и дифракция, а неговата призма с колиматор, процеп и леща е първият спектроскоп. Фрагмент от ръкописа на Нютон "Оптика", описващ един от експериментите с призма.

Видове спектри Емисионни спектри Абсорбционни спектри Спектри на разсейване

Емисионни спектри Непрекъсната линия на ивици

Непрекъснат спектър Те дават тела, които са в твърдо течно състояние, както и плътни газове. За да го получите, трябва да загреете тялото до висока температура. Естеството на спектъра зависи не само от свойствата на отделните излъчващи атоми, но и от взаимодействието на атомите един с друг. Спектърът съдържа всички дължини на вълните и няма прекъсвания. На дифракционна решетка може да се наблюдава непрекъснат спектър от цветове. Добра демонстрация на спектъра е природният феномен на дъгата. Те са еднакви за различните вещества, така че не могат да се използват за определяне на състава на дадено вещество

Линеен спектър Състои се от отделни линии с различен или същия цвят, имащи различни местоположения Позволява ви да прецените химическия състав на светлинния източник по спектрални линии Дайте всички вещества в газообразно атомно (но не молекулярно) състояние (атомите практически не взаимодействат с един от друг) Изолираните атоми на даден химичен елемент излъчват вълни със строго определена дължина на вълната.За наблюдение те използват блясъка на парите на вещество в пламък или блясъка на газов разряд в тръба, пълна с изследвания газ. Когато плътността на атомния газ се увеличи, отделните спектрални линии се разширяват

Примери за линейни спектри

Ивичест спектър Дайте вещества, които са в молекулярно състояние Спектърът се състои от отделни ивици, разделени от тъмни празнини. Всяка лента е съвкупност от голям брой много близко разположени линии.За наблюдение се използва сиянието на пари в пламък или сиянието на газов разряд.

Примери за ивичести спектри Спектър на въглеродна дъга (ивици от CN и C 2 молекули) Спектър на емисии на пари на йодна молекула.

Абсорбционен спектър Това е съвкупността от честоти, погълнати от дадено вещество. Веществото абсорбира онези линии от спектъра, които излъчва, тъй като е източник на светлина. Абсорбционните спектри се получават чрез преминаване на светлина от източник, който дава непрекъснат спектър през вещество, чиито атоми са в невъзбудено състояние. Ако бялата светлина премине през студено, неизлъчващ газ, тогава на фона на източник с непрекъснат спектър ще се появят тъмни линии. Газът поглъща най-интензивно светлината с тези дължини на вълните, които излъчва в силно нагрято състояние. Тъмните линии на фона на непрекъснатия спектър са абсорбционните линии, които заедно образуват абсорбционния спектър.

Примери за абсорбционни спектри Фраунхофер Йозеф (1787–1826) е немски физик. Подобрено производство на лещи, дифракционни решетки. Описва подробно (1814 г.) абсорбционните линии в спектъра на Слънцето, наречени на негово име. Изобретил хелиометъра-рефрактор. Фраунхофер с право се смята за баща на астрофизиката заради работата си в астрономията. Фраунхоферови линии

Абсорбционни линии в спектъра на звездите

Спектрален анализ Спектралния анализ е метод за определяне на химичния състав на дадено вещество по неговия спектър. През 1854 г. G. R. Kirchhoff и R. W. Bunsen започват да изучават спектрите на пламък, оцветен с пари от метални соли, и в резултат на това те поставят основите на спектралния анализ, първият от инструменталните спектрални методи - един от най-мощните методи на експерименталната наука.

Спектралния анализ е окончателно разработен през 1859 г. Всъщност спектралният анализ откри нова ера в развитието на науката - изследването на спектрите като наблюдаеми набори от стойности на функцията на състоянието на обект или система се оказа изключително плодотворно и в крайна сметка доведе до появата на квантова механика: Планк стигна до идеята за квант в процеса на работа върху теорията за тялото с абсолютно черен спектър.

С помощта на спектрален анализ е възможно да се открие този елемент в състава на сложно вещество, дори ако неговата маса не надвишава 10 -10 kg. Понастоящем са определени спектрите на всички атоми и са съставени спектрални таблици. С помощта на спектралния анализ бяха открити много нови елементи: рубидий, цезий и др. Именно с помощта на спектралния анализ беше научен химичният състав на Слънцето и звездите. Поради своята относителна простота и гъвкавост, спектралният анализ е основният метод за наблюдение на състава на вещество в металургията, машиностроенето и ядрената индустрия. С помощта на спектрален анализ се определя химичният състав на рудите и минералите. Съставът на сложни, предимно органични, смеси се анализира чрез техните молекулни спектри. Спектрален анализ може да се извърши не само от емисионни спектри, но и от спектри на абсорбция. Именно абсорбционните линии в спектъра на Слънцето и звездите позволяват да се изследва химичният състав на тези небесни тела.

Спектрален апарат Спектрален апарат се използва за точно изследване на спектрите. Най-често основната част от спектралния апарат е призма или дифракционна решетка. За получаване на радиационния спектър на видимия диапазон се използва устройство, наречено спектроскоп, в което човешкото око служи като радиационен детектор. Спектроскоп Спектрограф

Спектроскоп Кирхоф-Бунзен