Эмиссионный спектр: различия между версиями
| [отпатрулированная версия] | [отпатрулированная версия] |
Miruva (обсуждение | вклад) |
Gromolyak (обсуждение | вклад) мНет описания правки |
||
| Строка 2: | Строка 2: | ||
данной температуре</ref> [[Интенсивность (физика)|интенсивность]] [[электромагнитное излучение|электромагнитного излучения]] объекта исследования по шкале [[частота|частот]]. |
данной температуре</ref> [[Интенсивность (физика)|интенсивность]] [[электромагнитное излучение|электромагнитного излучения]] объекта исследования по шкале [[частота|частот]]. |
||
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]] |
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 |
[[Файл:Emission spectrum-Fe.png|none|frame|Спектр излучения железа]] |
||
[[Файл:Emission spectrum-H.png|none|frame|Спектр излучения водорода |
[[Файл:Emission spectrum-H.png|none|frame|Спектр излучения водорода]] |
||
== Физика возникновения == |
== Физика возникновения == |
||
[[Файл:Spectroscopy overview.svg|thumb|upright=2|right| Поглощение видимого спектра]] |
[[Файл:Spectroscopy overview.svg|thumb|upright=2|right| Поглощение видимого спектра]] |
||
[[Нагрев|Нагретое]] вещество излучает<ref>Без внешнего освещения</ref> электромагнитные волны ([[фотон]]ы). |
[[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 [[Квантование|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: |
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 [[Квантование|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> |
: <math>E_{\Phi} = h\nu</math> |
||
Версия от 22:15, 12 января 2022
Эмиссионный спектр (< 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.
Физика возникновения
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
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
- 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
Примечания
- ↑ относительно излучения абсолютно чёрного тела при данной температуре
- ↑ Без внешнего освещения
- ↑ Обычное, не радиоактивное, вещество из протонов, электронов и возможно нейтронов.
- ↑ Для температур не вызывающих ядерных реакций.
- ↑ В данном случае, тепловыми процессами и переизлучением от других электронов объекта
Литература
- Собельман, И. И. Введение в теорию атомных спектров. - М., Наука, 1977. - 320 c.
 | |
|---|---|
| В библиографических каталогах |
 | Для улучшения этой статьи по физике желательно:
|