Эмиссионный спектр: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
[непроверенная версия][отпатрулированная версия]
← Предыдущая правка
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
Нет описания правки
м устранён мелкий дефект оформления
 
(не показано 46 промежуточных версий 41 участника)
Строка 1: Строка 1:
'''[[Спектр]] излучения''' или '''Эмиссионный спектр''' ([[спектр испускания]]) — относительная<ref>относительно излучения [[абсолютно чёрное тело|абсолютно чёрного тела]] при
'''Эмиссионный спектр''' (от {{lang-lat|emissio}} — испускание), '''[[спектр]] излучения''', '''спектр испускания''' — относительная<ref>относительно излучения [[абсолютно чёрное тело|абсолютно чёрного тела]] при
данной температуре</ref> [[интенсивность]] электромагнитного излучения объекта исследования по шкале
данной температуре</ref> [[Интенсивность (физика)|интенсивность]] [[электромагнитное излучение|электромагнитного излучения]] объекта исследования по шкале [[частота|частот]].

[[частота|частот]]. Обычно изучается излучение в [[ИК|инфракрасном]], [[свет|видимом]] и [[УФ|ультрафиолетовом]] [[диапазон]]е от
сильно нагретого [[вещество|вещества]]. Спектр излучения вещества представляют либо в виде горизонтальной
Обычно изучается излучение в [[Инфракрасное излучение|инфракрасном]], [[свет|видимом]] и [[УФ|ультрафиолетовом]] [[Диапазон частот|диапазоне]] от сильно нагретого [[вещество|вещества]]. Спектр излучения вещества представляют либо в виде горизонтальной цветовой полосы — результат расщепления света от объекта [[Призма (оптика)|призмой]], либо в виде [[график функции|график]]а относительной интенсивности, либо в виде таблицы.
⚫
[[Файл:Emission spectrum-Fe.png|none|frame|Спектр излучения железа]]
цветовой полосы<ref>результат расщепления света от объекта [[призма|призмой]]</ref>, либо в виде [[график]]а
⚫
[[Файл:Emission spectrum-H.png|none|frame|Спектр излучения водорода]]
относительной интенсивности, либо в виде таблицы.
⚫
[[Image:Emission_spectrum-Fe.png|none|frame|Спектр излучения железа.]]
⚫
[[Image:Emission_spectrum-H.png|none|frame|Спектр излучения водорода.]]


== Физика возникновения ==
== Физика возникновения ==
[[Файл:Spectroscopy overview.svg|thumb|upright=2|right| Поглощение видимого спектра]]
⚫
[[Нагрев|Нагретое]] вещество излучает<ref>Без внешнего освещения</ref> электромагнитные волны ([[фотон]]ы).
⚫
Спектр этого излучения на фоне ''спектра излучения [[Абсолютно чёрное тело|абсолютно чёрного тела]]'', при достаточной [[температура|температуре]], на определённых частотах имеет ярко выраженные увеличения интенсивности. Причина повышения интенсивности излучения — в [[электрон]]ах<ref>Обычное, не [[Радиоактивность|радиоактивное]], вещество из протонов, электронов и возможно нейтронов.</ref><ref>Для температур не вызывающих ядерных реакций.</ref>, находящихся в условиях квантования [[энергия|энергии]]. Такие условия возникают внутри [[атом]]а, в [[молекула]]х и [[кристалл]]ах. Возбуждённые<ref>В данном случае, тепловыми процессами и переизлучением от других электронов объекта</ref> электроны переходят из состояния бо́льшей энергии в состояние меньшей энергии с испусканием фотона. Разница энергий уровней определяет энергию испущенного фотона, и, следовательно, его частоту в соответствии с формулой:


: <math>E_{\Phi} = h\nu</math>
⚫
Нагретое вещество излучает<ref>Без внешнего освещения</ref> электромагнитные волны ([[фотон]]ы).

⚫
Спектр этого излучения на фоне спектра излучения абсолютно чёрного тела, при достаточной [[температура|температуре]], на определённых частотах имеет ярко выраженные увеличения интенсивности. Причина повышения интенсивности излучения в [[электрон]]ах<ref>Обычное не радиоактивное вещество из протонов, электронов и возможно нейтронов.</ref><ref>Для температур не вызывающих ядерных реакций.</ref>, находящихся в условиях квантования [[энергия|энергии]]. Такие условия возникают внутри [[атом]]а, в [[молекула]]х и [[кристалл]]ах… Возбуждённые<ref>В данном случае тепловыми процессами и переизлучением от других электронов объекта</ref> электроны переходят из состояния бо́льшей энергии в состояние меньшей энергии с испусканием фотона. Разница энергий уровней определяет энергию испущенного фотона, и следовательно его частоту. Квантование на энергетические уровни зависит от магнитного поля, поэтому от него также зависит спектр излучения (см. [[Расщепление спектральных линий]]).
здесь ''E''<sub>ф</sub> — [[энергия]] [[фотон]]а, ''h'' — [[постоянная Планка]] и ''ν'' — [[частота]].

Квантование на [[энергетический уровень|энергетические уровни]] зависит от магнитного поля, поэтому от него также зависит спектр излучения (см. [[Эффект Зеемана|Расщепление спектральных линий]]). Кроме того, сдвиг частоты благодаря [[Эффект Доплера|эффекту Доплера]] также приводит к изменению положений линий в спектре движущихся объектов.


== Применение ==
== Применение ==
Особенности спектра эмиссии некоторых элементов видимы невооружённым глазом, когда эти вещества, содержащие данные элементы, нагреты. Например, платиновый провод, опущенный в раствор нитрата [[стронций|стронция]] и затем поднесённый к [[Огненный тест|открытому огню]], испускает красный цвет благодаря атомам стронция. Точно так же, благодаря [[медь|меди]] пламя становится светло-голубым.


Спектр излучения используется:
Спектр излучения используется:
* для определения состава материала, так как спектр излучения различен для каждого элемента [[Периодическая система элементов|периодической таблицы Менделеева]]. </br>Например идентификация состава звёзд по свету от них.
* для определения состава материала, так как спектр излучения различен для каждого элемента [[Периодическая система элементов|периодической таблицы Менделеева]]. Например, идентификация состава звёзд по свету от них.
* для определения химического вещества, совместно с другими методами.
* для определения химического вещества, совместно с другими методами.
* при изучении астрономических объектов ([[звезда|звёзды]], [[галактика|галактики]], [[квазар]]ы, [[туманность|туманности]]):
** для определения движения объектов и их частей
** для получения информации о происходящих в них физических процессах
** для получения информации о структуре объекта и расположении его частей.


== Связанные эффекты ==
== Связанные эффекты ==
⚫
* [[Спектр поглощения]] является обратным к спектру испускания. Связано это с тем, что возбуждённый электрон в веществе переизлучает поглощённый фотон не в том же направлении, а энергии поглощённого и излучённого фотона одинаковы.

⚫
* [[Спектр поглощения]] связан с данным эффектов тем, что при просвечивании, возбуждённый электрон в веществе переизлучает фотон не в том же направлении, поэтому обычно частоты спектра поглощения и спектра излучения одинаковы.


== См. также ==
== См. также ==
* [[Радуга]]
* [[Радуга]]
* [[Квантовая физика]]
* [[Квантовая физика]]
* [[Спектральный анализ]]
-----------------
* [[Спектр поглощения]]
<references />


== Примечания ==
{{примечания}}


== Литература ==
{{physics-stub}}
* ''[[Собельман, Игорь Ильич|Собельман, И. И.]]'' Введение в теорию атомных спектров. - М., Наука, 1977. - 320 c.

{{rq|source|topic=physics}}
{{ВС}}


[[Категория:Спектроскопия]]
[[Категория:Спектроскопия]]
[[Категория:Аналитическая химия]]
[[Категория:Аналитическая химия]]
[[Категория:Астрономия]]
[[Категория:Астрофизика]]

[[de:Emissionsspektrum]]
[[en:Emission spectrum]]
[[fr:Spectre d'émission]]
[[he:ספקטרום פליטה]]
[[ms:Spektrum pancaran]]
[[no:Emisjonsspekter]]
[[pl:Widmo emisyjne]]
[[pt:Espectro de emissão]]
[[zh:發射光譜]]

Текущая версия от 17:17, 24 июня 2022

Эмиссионный спектр (от лат. emissio — испускание), спектр излучения, спектр испускания — относительная[1] интенсивность электромагнитного излучения объекта исследования по шкале частот.

Обычно изучается излучение в инфракрасном, видимом и ультрафиолетовом диапазоне от сильно нагретого вещества. Спектр излучения вещества представляют либо в виде горизонтальной цветовой полосы — результат расщепления света от объекта призмой, либо в виде графика относительной интенсивности, либо в виде таблицы.

Спектр излучения железа
Спектр излучения водорода

Физика возникновения

[править | править код]
Поглощение видимого спектра

Нагретое вещество излучает[2] электромагнитные волны (фотоны). Спектр этого излучения на фоне спектра излучения абсолютно чёрного тела, при достаточной температуре, на определённых частотах имеет ярко выраженные увеличения интенсивности. Причина повышения интенсивности излучения — в электронах[3][4], находящихся в условиях квантования энергии. Такие условия возникают внутри атома, в молекулах и кристаллах. Возбуждённые[5] электроны переходят из состояния бо́льшей энергии в состояние меньшей энергии с испусканием фотона. Разница энергий уровней определяет энергию испущенного фотона, и, следовательно, его частоту в соответствии с формулой:

здесь Eф — энергия фотона, h — постоянная Планка и ν — частота.

Квантование на энергетические уровни зависит от магнитного поля, поэтому от него также зависит спектр излучения (см. Расщепление спектральных линий). Кроме того, сдвиг частоты благодаря эффекту Доплера также приводит к изменению положений линий в спектре движущихся объектов.

Применение

[править | править код]

Особенности спектра эмиссии некоторых элементов видимы невооружённым глазом, когда эти вещества, содержащие данные элементы, нагреты. Например, платиновый провод, опущенный в раствор нитрата стронция и затем поднесённый к открытому огню, испускает красный цвет благодаря атомам стронция. Точно так же, благодаря меди пламя становится светло-голубым.

Спектр излучения используется:

  • для определения состава материала, так как спектр излучения различен для каждого элемента периодической таблицы Менделеева. Например, идентификация состава звёзд по свету от них.
  • для определения химического вещества, совместно с другими методами.
  • при изучении астрономических объектов (звёзды, галактики, квазары, туманности):
    • для определения движения объектов и их частей
    • для получения информации о происходящих в них физических процессах
    • для получения информации о структуре объекта и расположении его частей.

Связанные эффекты

[править | править код]
  • Спектр поглощения является обратным к спектру испускания. Связано это с тем, что возбуждённый электрон в веществе переизлучает поглощённый фотон не в том же направлении, а энергии поглощённого и излучённого фотона одинаковы.

См. также

[править | править код]

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ относительно излучения абсолютно чёрного тела при данной температуре
  2. ↑ Без внешнего освещения
  3. ↑ Обычное, не радиоактивное, вещество из протонов, электронов и возможно нейтронов.
  4. ↑ Для температур не вызывающих ядерных реакций.
  5. ↑ В данном случае, тепловыми процессами и переизлучением от других электронов объекта

Литература

[править | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=Эмиссионный_спектр&oldid=123540562