Emisyon an ak absòpsyon nan limyè pa atòm. Orijin nan liy SPECTRA

Atik sa a bay konsèp debaz yo ki nesesè yo konprann ki jan emisyon an ak absòpsyon nan limyè pa atòm. Genyen tou se dekri itilize nan fenomèn sa yo.

Smartphone ak fizik

Nonm lan ki moun ki te fèt apre 1990, lavi l 'san yo pa yon varyete de aparèy elektwonik pa ka bay. smartphone a pa sèlman ranplase telefòn nan, men tou, fè li posib kontwole tarif yo echanj, nan transact, yo rele yon taksi e menm koresponn ak astwonòt yo sou tablo ISS la, nan aplikasyon yo. Respektivman, epi yo pèrsu pa tout moun sa yo asistan dijital kòm yon kesyon de kou. emisyon an ak absòpsyon nan limyè pa atòm ki fè yo e te fè posib epòk la nan diminye tout kalite aparèy, se konsa lektè pral sanble yon sijè raz nan leson fizik. Men, branch sa a nan fizik yon anpil nan enteresan ak enteresan.

Teyorik background pou ouvèti a nan SPECTRA la

Gen yon li di: ". Kiryozite a anvan yon tonbe" Men, sa a ekspresyon olye nan lefèt ke relasyon an sa ki mal se pi bon pa entèfere. Si, toutfwa, montre kiryozite nan direksyon pou mond lan, pa gen anyen mal pa pral rive. Nan fen diznevyèm syèk la, moun yo te kòmanse konprann nati a nan mayetis (ki se byen dokimante nan sistèm lan nan ekwasyon Maxwell a). Kesyon an kap vini an, ki ta pèmèt syantis, te vin estrikti a nan matyè. Li nesesè imedyatman klarifye: pou syans se pa trè ki gen anpil valè emisyon ak absòpsyon nan limyè pa atòm. Liy SPECTRA - se yon konsekans fenomèn sa a ak baz la pou etid la nan estrikti a nan matyè.

estrikti nan atòm nan

Syantis nan ansyen Grès sijere ke se mab la te fè leve nan plizyè moso nan endivizib "atòm." Apre sa, anvan nan fen diznevyèm syèk la, moun te panse li te patikil yo pi piti a nan matyè. Men, gen eksperyans nan Rutherford sou epapiye yo a nan patikil lou sou papye an lò montre ke atòm la tou te gen yon estrikti anndan an. Lou nwayo se nan sant la ak pozitivman chaje, ki lejè elektwon negatif Gravity alantou l '.

Paradoks nan atòm nan teyori a Maxwell

Sa yo jwenn te bay monte nan plizyè paradoks: dapre ekwasyon Maxwell a, nenpòt ki k ap deplase chaje patikil emèt yon jaden elektwomayetik, Se poutèt sa, pèdi enèji. Poukisa, lè sa a, elektwon yo pa tonbe nan nwayo a, yo e yo kontinye Thorne? Li te tou pa klè poukisa chak atòm absòbe oswa emèt foton nan yon longèdonn sèten sèlman. teyori Bohr a te fè li posib yo geri domaj yo pa k ap antre orbitals. Dapre precepts yo nan teyori sa a, elektwon yo ozalantou nwayo a pouvwa gen sèlman sou orbitals sa yo. se tranzisyon ki genyen ant de eta yo vwazen akonpaye swa pa emisyon an oswa absòpsyon nan yon fotonik ak yon enèji sèten. emisyon an ak absòpsyon nan limyè pa atòm se jisteman paske yo te sa a.

longèdonn, frekans, enèji

Pou yon foto pi konplè ou bezwen pale yon ti kras sou foton. Sa yo se patikil elemantè ki pa gen okenn mas repo. Yo egziste sèlman osi lontan ke k ap deplase nan anviwònman an. Men, pwa a toujou gen: frape sifas la, yo transmèt li yon enpilsyon ki ta yo te enposib san yo pa mas la. Jis se yon anpil nan li konvèti nan enèji, fè sibstans la nan yo ki yo frape epi yo ap absòbe, yon ti kras pi cho. teyori Bohr a pa esplike sa a reyalite. pwopriyete yo nan fotonik a ak karakteristik yo ki nan konpòtman li yo se dekri nan pwopòsyon fizik. Se konsa, fotonik nan - tou de vag ak patikil ak mas. Photon foton, ak renmen yon vag gen karakteristik ki annapre yo: yon longè (λ), yon frekans (ν), enèji (E). Pi long la longèdonn ki pi ba a frekans lan, ak pi ba la enèji nan.

spectre la nan yon atòm

se spectre an atomik fòme nan plizyè etap.

1. switch elektwonik nan atòm nan ak òbital 2 (nan pi wo enèji) sou òbital 1 (ak enèji a ki ba mwens).
2. Sèten kantite enèji ki lage, ki se te fòme kòm yon pwopòsyon nan limyè (hν).
3. fotonik sa a se emèt nan espas ki la ki antoure.

Se konsa, li jwenn ak liy spectre atòm. Poukisa li rele fason sa a, eksplike fòm li lè aparèy espesyal "trape" foton yo sortan nan limyè sou yon aparèy anrejistreman nimewo fiks de liy yo. Separe foton nan longèdonn diferan, itilize pa vag yo fenomèn diffraction ak frekans diferan gen diferan endèks Refractive, kon sa, yon sèl plis detounen pase lòt la.

Pwopriyete nan sibstans ki sou ak SPECTRA

Spectre la liy nan sibstans la se inik pou chak kalite atòm. Sa se, nan emisyon an nan idwojèn pral ba yon sèl seri liy, ak lò - ak lòt. Reyalite sa a se baz la pou aplikasyon an nan spèktrometri. Èske w gen jwenn anyen nan spectre, yon moun ka konprann ki sa ki nan dwòg, nan atòm li yo ranje relatif nan youn ak lòt. Metòd sa a pèmèt ou defini ak pwopriyete divès kalite nan materyèl sa yo, ki souvan sèvi ak chimi ak fizik. Absòpsyon ak emisyon nan limyè pa atòm - youn nan zouti ki pi komen pou etid la nan mond lan ki antoure.

Dezavantaj emisyon SPECTRA

Jiska pwen sa a di plis enfòmasyon sou kouman atòm emèt. Men, anjeneral, tout elektwon yo nan orbitals nan eta ekilib li yo, yo pa gen okenn rezon pou yo avanse pou lòt eta yo. sibstans la se yon bagay voye jete a, li dwe premye absòbe enèji a. Sa a mank de yon metòd ki eksplwate absòpsyon a ak emisyon nan nwayo yon atòm limyè. Yon ti tan di ke pwoblèm nan premye ak chalè oswa limyè, anvan nou jwenn spectre an. Pwoblèm pa pral leve, si yon syantis etidye zetwal yo, ak pou yo klere nan pwosesis pwòp yo entèn yo. Men, si ou vle etidye yon moso nan minrè oswa pwodwi manje, yo jwenn spectre an li se aktyèlman nesesè yo boule. Metòd sa a se pa toujou ka an.

absòpsyon SPECTRA

Emisyon ak absòpsyon nan limyè pa atòm kòm yon metòd "travay" nan de kote sa yo. Ou ka klere yon limyè sou bande sibstans (sa vle di, youn nan ki gen foton nan longèdonn diferan), ak Lè sa wè sa ki balanse longè absòbe. Men, metòd sa a se apwopriye pa toujou, asire w ke materyèl la se transparan nan pati a vle nan echèl la elektwomayetik.

analiz kalitatif ak kantitatif

Li te vin klè ke SPECTRA inik nan chak sibstans. lektè a ka konkli ke se analiz sa a sèlman itilize detèmine materyèl la soti nan ki li se te fè. Sepandan, seri a posib se pi pi laj. ka kantite atòm nan konpoze an dwe mete lè l sèvi avèk teknik espesyal lajè egzamen ak rekonesans ak entansite nan liy ki kapab lakòz. Anplis, ka endikatè sa a dwe manifeste li nan inite diferan:

• pousantaj (pou egzanp, alyaj sa a ki gen 1% ALUMINA);
• nan mòl (fonn nan sa a likid 3 mol nan klori sodyòm);
• an gram (prezan nan echantiyon an nan 0.2 g nan iranyòm ak Toryòm 0.4 gram).

Pafwa analiz la se melanje: tou de kalitatif ak kantitatif. Men, Lè nou konsidere ke fizisyen memorize pozisyon nan liy yo, epi evalye lonbraj yo avèk èd nan tab espesyal, men kounye a li tout fè pwogram lan.

Itilize nan spectre

Nou te deja diskite an detay, ki sa emisyon an ak absòpsyon nan limyè pa atòm. se analiz espèk itilize trè lajman. Pa gen okenn zòn nan aktivite imen, yo te pa gen matyè kote nou yo ap konsidere fenomèn nan itilize. Isit la yo se kèk nan yo:

1. Nan kòmansman an nan atik sa a, nou te pale de smartphones. eleman Silicon semi-conducteurs yo te vin tèlman piti, ki gen ladan nan kristal rechèch lè l sèvi avèk analiz espèk.
2. Si yon ensidan li se singularité a nan koki a elèktron nan chak atòm detèmine ki kalite bal yo te tire an premye, poukisa machin nan kraze fondasyon oswa gwo kay won teknik, kòm byen ke kèk pwazon anpwazonnen moun ak konbyen tan li te pase nan dlo a.
3. Medsin itilize espèk analiz nan avantaj yo pi souvan nan relasyon ak yon likid kò, men li k ap pase ki se metòd sa a aplike a tisi yo.
4. galaksi ki lwen, nyaj gaz cosmic, planèt la devan zetwal yo - tout sa a se etidye pa limyè ak dekonpozisyon li yo nan SPECTRA. Syantis konnen konpozisyon sa a nan bagay sa yo, vitès yo, ak pwosesis yo ki rive nan yo akòz lefèt nan yo ke yo ka pran epi analize ak foton yo yo emèt oswa absòbe.

elektwomayetik echèl

Pifò nan tout, nou peye atansyon sou limyè vizib. Men, sou echèl la elektwomayetik segman sa a se piti anpil. Lefèt ke je imen an pa ranje anpil pi laj sèt koulè nan lakansyèl la. Èske emèt ak absòbe pa sèlman foton vizib (λ = 380-780 NM), men lòt foton. Elektwomayetik echèl gen ladan:

1. onn radyo (λ = 100 kilomèt) transmèt enfòmasyon sou long distans tan. Akòz longèdonn nan gwo anpil, enèji yo se trè ba. Yo trè fasil absòbe.
2. Terahertz vag (λ = 1-0,1 milimèt) jiska dènyèman, yo pa te disponib fasilman. Précédemment, ranje yo gen ladan onn radyo, men kounye a se segman sa a nan echèl la elektwomayetik resevwa lajan nan yon klas apa.
3. Enfrawouj ond (λ = 0,74-2000 mikwomèt) chalè transfè. Ponpye, limyè, solèy emèt yo an kantite.

Vizib limyè nou revize, se konsa plis detay sou li pa pral ekri.

Iltravyolèt longèdonn (λ = 10-400 NM) letal pou moun nan excès, men dezavantaj yo se irevokabl. zetwal santral nou bay yon anpil nan limyè iltravyolèt, ak atmosfè Latè a konsève pi fò nan li.

X-reyon ak reyon gama (λ <10 NM) gen yon seri komen, men diferan nan orijin. Pou jwenn yo, li nesesè yo dispèse elektwon oswa atòm vitès trè wo. Laboratwa nan moun yo kapab nan li, men li nan nati a ki gen pouvwa sa yo sèlman rive zetwal andedan, oswa kolizyon yo nan objè masiv. Yon egzanp nan pwosesis la lèt ka sèvi eksplozyon kòm supèrnova, absòpsyon a nan zetwal la pa yon twou nwa, rankontre an nan de galaksi ki ak galaksi ki ak nwaj masiv nan gaz.

onn elektwomayetik nan tout chenn, sètadi yo kapasite yo dwe emèt ak absòbe atòm, yo te itilize nan aktivite imen. Kèlkeswa lefèt ke gen lektè a chwazi (oswa sèlman nan eli) kòm chemen lavi l 'la, li sètènman fas ak rezilta yo nan syans espèk. Vandè a jwi yon tèminal peman modèn paske yon fwa syantis la etidye pwopriyete yo nan sibstans ki sou ak kreye yon microchip. Agrè fekonde jaden yo ak kolekte pwodiksyon an segondè yo kounye a se sèlman paske yon fwa yon jewolojis dekouvri nan yon moso nan fosfò minrè. Li mete-l rad byen klere sèlman avèk envansyon nan koloran chimik ki pèsistan.

Men, si lektè a vle konekte lavi l 'ak mond lan nan syans, ou gen yo etidye yon anpil plis pase konsèp debaz yo nan pwosesis la nan emisyon ak absòpsyon nan foton nan limyè nan atòm.