Параграф 51 Физика 9 класс Пёрышкин | Конспект

Типы оптических спектров

Сплошной спектр
Сплошной спектр представляет собой непрерывную полосу цветов, наблюдаемую при прохождении солнечного света через призму. Он содержит все видимые цвета, от красного до фиолетового, плавно переходящие друг в друга. Такой спектр образуется при излучении твёрдыми и жидкими телами, а также плотными газами, находящимися под высоким давлением. Примером сплошного спектра является свет, излучаемый нагретыми твёрдыми телами или лампами накаливания. Такой спектр характерен для большинства излучающих тел с высокой температурой, например, для солнца и ламп накаливания.

Линейчатые спектры
Линейчатые спектры состоят из отдельных спектральных линий, каждая из которых соответствует определённой частоте излучения. Линейчатые спектры возникают при испускании света из атомов или молекул, находящихся в газообразном состоянии. Примеры линейчатых спектров можно наблюдать у нагретых газов малой плотности. Например, линейчатый спектр натрия состоит из двух близко расположенных жёлтых линий. В зависимости от химического состава газа и температуры его спектральные линии могут существенно различаться.

Спектры поглощения
Спектры поглощения возникают, когда свет, содержащий все длины волн (например, белый свет), проходит через холодный газ или пар. В результате в непрерывном спектре появляются тёмные линии, соответствующие поглощённым атомами длинам волн. Такие спектры наблюдаются в атмосферах звёзд, где свет проходит через внешние слои газа. Каждая линия поглощения соответствует длине волны, на которой излучают атомы данного элемента, что позволяет идентифицировать химический состав вещества, находящегося в газообразном состоянии.

Совпадение линий излучения и поглощения
Спектры поглощения и излучения одного и того же элемента совпадают по частотам линий. Это объясняется тем, что атомы поглощают и излучают свет на одних и тех же длинах волн. Поэтому спектры поглощения и излучения можно использовать для анализа состава вещества. Например, линейчатый спектр поглощения натрия совпадает с линиями излучения натрия, что указывает на присутствие этого элемента в наблюдаемом веществе.

Спектральный анализ
Метод определения химического состава вещества по его спектру называется спектральным анализом. Этот метод был разработан Густавом Кирхгофом и Робертом Бунзеном в середине XIX века. Спектральный анализ позволяет определить химический состав не только на поверхности Земли, но и на астрономических объектах, таких как звёзды и планеты. Принцип метода основывается на том, что каждый химический элемент имеет уникальный спектр излучения и поглощения, что позволяет точно идентифицировать присутствующие вещества.

Применение спектрального анализа
Спектральный анализ используется в различных областях науки и техники. В астрономии он применяется для изучения химического состава звёзд и планетных атмосфер, а также для измерения их скорости относительно Земли. В химии спектральный анализ используется для определения состава образцов и идентификации неизвестных элементов. В промышленности и криминалистике этот метод помогает анализировать состав металлов и других веществ. Благодаря высокой точности и чувствительности спектральный анализ широко применяется в исследованиях и контроле качества материалов.