Коротко описується спектроскопічна техніка та її застосування

Світлові хвилі виробляються електронами, що рухаються всередину атомів. Електрони в атомах різних речовин рухаються по-різному, тому вони випромінюють різні світлові хвилі. Це має велике теоретичне та практичне значення для вивчення люмінесценції та поглинання різних речовин і стало особливим предметом - спектроскопією.

Спектр, який безпосередньо виробляється випромінюванням світла від об'єкта, називається спектром випромінювання. Існує два типи спектру випромінювання: безперервний спектр і відкритий спектр.

Безперервний спектр кольорового світла, починаючи від червоного до фіолетового, називається безперервним спектром. Спектри випромінювання гарячих твердих, рідких і високого тиску газу являють собою безперервні спектри. Наприклад, світло від електричної нитки та світло з гарячої сталі води утворюють безперервний спектр.

Спектр, що містить лише розривні яскраві лінії, називається яскравим спектром ліній. Яскраві лінії в спектрі відкритої лінії називаються спектральними лініями, і кожен рядок відповідає різній довжині світла. Спектра викидів парів розрідженого газу або металів є спектром відкритих ліній. Спектр відкритої лінії випромінюється атомами у вільному стані, тому його також називають атомним спектром. Коли ви дивитеся на атомний спектр газів, ви можете використовувати спектральну трубку, яка є тонкою, закритою скляною трубкою з внутрішнім газом низького тиску та двома електродами на обох кінцях трубки. Коли два електроди підключаються до високовольтного джерела живлення, тонкий газ в трубі світить, створюючи певний колір світла.

Атомний спектр твердого або рідкого матеріалу, може поставити їх в полум'я Бунзенського пальника або електричну дугу, щоб спалити після газифікації, ви можете побачити із спектроскопу свій спектр відкритої лінії.

Експерименти показали, що різні атоми випромінюють різні спектри відкритої лінії, і кожен елемент має певний спектр відкритої лінії. Кожен атом може випромінювати лише певні довжини світла, що мають свої особливості. Тому спектральна лінія спектру відкритої лінії називається характеристичною спектральною лінією атома. Характерні спектральні лінії атомів можуть бути використані для ідентифікації речовин та вивчення структури атомів.

Спектр поглинання, випромінюваний об'єктами у високотемпературному білому світлі (який містить всі довжини хвилі світла), неперервний розподіл через матеріал, після якого деякі хвилі світла поглинаються матеріалом спектру, званого спектром поглинання. Нехай дугова лампа виділяє біле світло, наприклад, через температуру газу з низьким вмістом натрію (на спиртовій ламці самі потрапляють кілька солей, термічне розкладання натрієвої солі може виробляти газ), а потім спостерігати за допомогою спектроскопа, ви побачите на тлі безперервного Спектр має два дуже близько до темряви, це спектр атомного поглинання натрію. Варто зазначити, що кожна темна лінія в спектрі поглинання різних атомів відповідає яскравому рядку в спектрі випромінювання цього атома. І це показує, що світло, яке амортизують атоми холодного газу, є саме тим світлом, який атоми випромінюють при високих температурах. Тому спектральні лінії (темні лінії) у спектрі поглинання також характерні для спектральних ліній атомів, але вони, як правило, менш помітні в спектрі поглинання, ніж у відкритому спектрі.

Спектральний аналіз, оскільки кожен атом має свої характерні спектральні лінії, речовини можуть бути ідентифіковані, а їх хімічний склад визначається відповідно до спектру. Цей метод називається спектральним аналізом. У спектральному аналізі можуть бути використані як спектри випромінювання, так і поглинання. Перевага цього методу полягає в тому, що вона дуже чутлива і швидка. Елемент з вмістом від 10 до 10 грамів у речовині може бути виявлений з його характерної спектральної лінії і може бути виявлений. Спектральний аналіз широко використовувався в науці та техніці:

Спектральний аналіз необхідний при перевірці того, що напівпровідникові матеріали кремній та германій відповідають вимогам високої чистоти.

Історично спектральний аналіз також допоміг виявити багато нових елементів. Наприклад, рубідій та цезій були виявлені, дивлячись на раніше невідомі характерні спектральні лінії в спектрі.

Спектральний аналіз також корисний для вивчення хімічного складу небесних тіл. На початку дев'ятнадцятого століття при вивченні сонячного спектра було виявлено, що в його безперервному спектрі було багато темних ліній. Спочатку не знаю, що утворюються темні лінії, тоді люди розуміють причину спектра поглинання, просто знають, що це відбувається зсередини сонячного відблиску після низької температури сонячної атмосфери спектрів поглинання. Уважно аналізуючи цю проводку, порівнюючи її з спектром атома, люди знали, що атмосфера Сонця містить водень, гелій, азот, вуглець, кисень, залізо, магній, кремній, кальцій, натрію і т. Д. Десятки елементів.

Шаблони розташовані послідовно у відповідності до довжини хвилі після поділу світла в дисперсійній системі, такі як колірний спектр сонячних променів у безперервному розподілі відповідно до порядку червоного, помаранчевого, жовтого, зеленого, індиго та фіолетового. Структура, механізм, природа та застосування спектрів в науково-дослідній та виробничій практиці нагромадили багаті знання та склали дуже важливу тему - спектроскопію. Спектроскопія настільки широко використовується, що кожен атом має свій унікальний спектр, як-от відбиток пальця. Вони утворюють кілька спектральних ліній відповідно до певних правил. Властивості атомних спектральних ліній тісно пов'язані з атомними структурами, що є важливою основою для вивчення атомних структур. Принцип застосування спектроскопії та експериментальний метод спектрального аналізу можна зробити, кожен елемент має свою унікальну ідентифікаційну лінію, поклав певну сутність спектру відкритого лінії та ідентичність відомих елементів, отриманих шляхом порівняння спектральної лінії, може знати, що цей матеріал складається з тих елементів , використовуючи спектр, може не тільки визначити якісний хімічний склад і скільки елементів. Метод спектрального аналізу має високу чутливість і точність. У геологічних дослідженнях спектральний аналіз може бути використаний для виявлення слідів кількості дорогоцінних металів, рідкісних елементів або радіоактивних елементів у руді. Швидкість спектрального аналізу є швидкою, і ефективність роботи значно покращується. Хімічний склад небесних тіл та стандартні попередники для регулювання довжини також можна досліджувати спектральним аналізом.

Шаблон, який розташовується в порядок довжини хвилі (або частоти) після дисперсійної системи (наприклад, призми або решітки), розділяє світло. Наприклад, сонячне світло проходить крізь призму і утворює колірний спектр, який постійно розподіляється в порядку червоного, помаранчевого, жовтого, зеленого, синього, індиго та фіолетового. Від червоного до фіолетового, що відповідає довжині хвилі від 7 700 до 2900 ангстрем, це видима частина людського ока. Поза червоним кінцем - довша довжина хвилі інфрачервоного світла, а за фіолетовим кінцем - коротша довжина хвилі ультрафіолетового світла, яка не може бути виявлена неозброєним оком, але може бути записана інструментами.

Тому спектр можна розділити на інфрачервоний спектр, видимий спектр і ультрафіолетовий спектр відповідно до області довжини хвилі. Відповідно до характеру виробництва, його можна розділити на атомний спектр і молекулярний спектр. Його можна розділити на спектр випромінювання, спектр поглинання та спектр розсіювання. Його можна розділити на спектр ліній, спектр смуги та безперервний спектр.

Спектр поділений на наступні форми

І це лінійний спектр.

Спектр, що складається з вузьких спектральних ліній. Світлові хвилі, що утворюються одиничним атомним газом або парами металів, мають лінійний спектр, тому лінійний спектр також називається атомним спектром. Коли енергія атома стрибає з вищих енергетичних рівнів до нижньої, вона випромінює світлові хвилі однієї хвилі. Строго кажучи, немає такої речі, як одинична довжина монохроматичного світла, оскільки сам енергетичний рівень має певну ширину і допплерівський ефект; атомне випромінювання спектральними лініями завжди буде певною шириною (див. Розширення); Навіть у вузькому діапазоні довжин хвиль, існують ще різні компоненти довжини хвилі. Атомний спектр відображає внутрішню структуру атомів за правилом розподілу довжини хвилі. Кожен атом має свої особливі спектральні ряди. Вивчаючи атомний спектр, ми можемо зрозуміти внутрішню структуру атома або зробити якісний та кількісний аналіз складу зразка.