Эмиссионный спектр: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
[отпатрулированная версия][отпатрулированная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
мНет описания правки
Нет описания правки
Строка 9: Строка 9:
[[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 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>
Строка 15: Строка 15:
здесь ''E''<sub>ф</sub> — [[энергия]] [[фотон]]а, ''h'' — [[постоянная Планка]] и ''ν'' — [[частота]].
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.
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 ==
Строка 43: Строка 43:
* ''[[Собельман, Игорь Ильич|Собельман, И. И.]]'' Введение в теорию атомных спектров. - М., Наука, 1977. - 320 c.
* ''[[Собельман, Игорь Ильич|Собельман, И. И.]]'' Введение в теорию атомных спектров. - М., Наука, 1977. - 320 c.


{{Внешние ссылки}}
{{rq|source|topic=physics}}
{{rq|source|topic=physics}}
{{ВС}}


[[Категория:Спектроскопия]]
[[Категория:Спектроскопия]]

Версия от 07:42, 14 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.

Спектр излучения железа
Спектр излучения водорода

Физика возникновения

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

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

  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

Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=Эмиссионный_спектр&oldid=119349057