Մաս Ա. Ընտրել ճիշտ պատասխանը:

Ա) լյումինեսցենտային լամպ

Բ) հեռուստացույցի էկրան

Բ) Ինֆրակարմիր լազեր

Դ) շիկացած լամպ

Ա) տաքացվող պինդ նյութերի համար

Բ) տաքացվող հեղուկների համար

Ա) տաքացվող պինդ նյութերի համար

Բ) տաքացվող հեղուկների համար

Դ) տաքացվող ատոմային գազերի համար

Մաս Բ. Յուրաքանչյուրի համար

Ա) շարունակական սպեկտր

Բ) Գծային սպեկտր

Բ) գծավոր սպեկտր

Դ) կլանման սպեկտրներ

Ֆիզիկա 11 Թեստ «Ճառագայթման տեսակները և սպեկտրները»

Մաս Ա. Ընտրել ճիշտ պատասխանը:

Ա1. Ո՞ր մարմինն է արձակում ջերմային ճառագայթում:

Ա) լյումինեսցենտային լամպ

Բ) հեռուստացույցի էկրան

Բ) Ինֆրակարմիր լազեր

Դ) շիկացած լամպ

A2. Ո՞ր մարմիններն են բնութագրվում գծավոր կլանման և արտանետման սպեկտրով:

Ա) տաքացվող պինդ նյութերի համար

Բ) տաքացվող հեղուկների համար

Գ) վերը թվարկված մարմիններից որևէ մեկի համար

Դ) տաքացվող ատոմային գազերի համար

Ե) հազվագյուտ մոլեկուլային գազերի համար

A3. Ո՞ր մարմիններն են բնութագրվում գծային կլանման և արտանետումների սպեկտրով:

Ա) տաքացվող պինդ նյութերի համար

Բ) տաքացվող հեղուկների համար

Գ) հազվագյուտ մոլեկուլային գազերի համար

Դ) տաքացվող ատոմային գազերի համար

Ե) վերը թվարկված մարմիններից որևէ մեկի համար

Մաս Բ. Յուրաքանչյուրի համար բնութագրերը ընտրում են սպեկտրի համապատասխան տեսակը

1. Սպեկտրները ստացվում են սպեկտրի անընդմեջ աղբյուրից լույս փոխանցելով մի նյութի միջով, որի ատոմները գտնվում են չգրգռված վիճակում։
2. Բաղկացած է տարբեր կամ միևնույն գույնի առանձին գծերից՝ տարբեր դասավորվածություններով
3. Ճառագայթում են տաքացվող պինդ և հեղուկ նյութեր, բարձր ճնշման տակ տաքացվող գազեր։
4. Տրե՛ք նյութեր, որոնք գտնվում են մոլեկուլային վիճակում
5. Արտանետվում է գազերով, ատոմային վիճակում ցածր խտության գոլորշիներով
6. Կազմում է մեծ թվովսերտորեն բաժանված գծեր
7. Դրանք նույնն են տարբեր նյութերի համար, ուստի դրանք չեն կարող օգտագործվել նյութի բաղադրությունը որոշելու համար
8. Սա տվյալ նյութի կողմից ներծծվող հաճախությունների մի շարք է: Նյութը կլանում է իր արձակած սպեկտրի այդ գծերը՝ լինելով լույսի աղբյուր
9. Սրանք սպեկտրներ են, որոնք պարունակում են որոշակի տիրույթի բոլոր ալիքների երկարությունները:
10. Թույլ է տալիս սպեկտրային գծերին դատել լույսի աղբյուրի քիմիական կազմը

Ա) շարունակական սպեկտր

Գոյություն ունեն ճառագայթման սպեկտրների երեք տեսակ՝ գծային, գծավոր և շարունակական։ Գծային սպեկտրները դիտվում են առանձին ատոմների կամ իոնների արտանետման ժամանակ: Դրանք կազմված են տվյալ նյութին բնորոշ մի շարք գծերից՝ առանձնացված մուգ բացերով։ Յուրաքանչյուր տող համապատասխանում է որոշակի ալիքի երկարությանը, որը կոչվում է մոնոխրոմատիկ: Գծային սպեկտրները բնութագրում են ատոմի ներսում տեղի ունեցող երևույթները։

Գծավոր սպեկտրները արտանետվում են մոլեկուլների կողմից: Գոտին սերտորեն բաժանված սպեկտրալ գծերի շարք է: Գծավոր սպեկտրների արտանետումը վկայում է մոլեկուլի էներգետիկ վիճակների բարդության մասին՝ համեմատած մեկուսացված ատոմի վիճակների հետ՝ պայմանավորված թրթռումներով և պտտվող շարժումներդրա բաղկացուցիչ միջուկները։

Արտանետվում են շարունակական սպեկտրներ պինդ մարմիններ. Այս սպեկտրների շարունակական բնույթը հետեւանք է պինդը կազմող մասնիկների ուժեղ փոխազդեցության։

Գծային սպեկտրի ձևը կախված է համապատասխան ատոմի կառուցվածքից քիմիական տարրՀետևաբար, խիստ սահմանված գծային սպեկտրները բնորոշ են բոլոր քիմիական տարրերին, որոնք միմյանցից տարբերվում են ինչպես գծերի քանակով, այնպես էլ իրենց ալիքի երկարությամբ: Ամենապարզ գծային սպեկտրը տալիս է ջրածնի ատոմը, որն ունի ամենապարզ կառուցվածքը։ Այս սպեկտրին բնորոշ օրինաչափությունների բացատրությունների որոնումը հանգեցրեց ատոմի քվանտային մեխանիկական տեսության ստեղծմանը։

Նախ պետք է նշել, որ ցանկացած ատոմի, այդ թվում՝ ջրածնի ատոմի արտանետումների սպեկտրի գծերը պատահական չեն դասավորված, այլ կարող են միավորվել խմբերի, որոնք կոչվում են շարք։ Այս շարքերում գծերի դասավորությունը ենթակա է որոշակի օրինաչափությունների: Ջրածնի ատոմի սպեկտրի տեսանելի մասում սա Բալմերի շարքն է, ուլտրամանուշակագույնում՝ Լայմանի շարքը, մոտ ինֆրակարմիրում՝ Պաշենի շարքը և այլն։ Այս շարքերից յուրաքանչյուրում l տողերի ալիքի երկարությունների համար էմպիրիկորեն հայտնաբերված բանաձևն ունի հետևյալ ձևը.

Այն կոչվում է ընդհանրացված Balmer բանաձեւ: Այս բանաձեւում R = 1,097×10 7 մ -1Ռիդբերգի հաստատունն է, nԵվ մամբողջ թվեր. Տրվածի համար nթիվ մվերցնում է բոլոր ամբողջ արժեքները՝ սկսած n + 1. Եթե n=1Բանաձևը (1) նկարագրում է Լայմանի շարքը, n=2 Balmer շարք, n=3- Փաշեն սերիա.

Այս բանաձևի ֆիզիկական իմաստը բխում է ջրածնի ատոմի և ջրածնի նման ատոմների կառուցվածքի տեսությունից, որը ստեղծվել է Բորի կողմից Պլանկի քվանտային վարկածի և Ռադերֆորդի ատոմի դասական մոլորակային մոդելի հիման վրա։ Բորը պոստուլյացրել է իր կողմից մշակված տեսության հիմնական դրույթները։

Առաջին պոստուլատը. ատոմում կան մի շարք դիսկրետ անշարժ վիճակներ, որոնք համապատասխանում են ատոմի էներգիայի որոշակի արժեքներին. E 1, E 2, E 3,…. Անշարժ վիճակում ատոմը էներգիա չի արտանետում կամ կլանում:

Երկրորդ պոստուլատը. էներգիայի արտանետումը և կլանումը տեղի է ունենում մի ստացիոնար վիճակից մյուսին անցնելու ժամանակ: Այս դեպքում էներգիայի քվանտ է արտանետվում կամ կլանում հն, հավասար է երկու անշարժ վիճակների էներգիայի տարբերությանը.

hn = E m - E n (2)

Որտեղ հՊլանկի հաստատունն է։ Արտահայտությունը (2) որոշում է միագույն ճառագայթման n հաճախականությունը, որն արտանետվում կամ կլանվում է ատոմի կողմից m վիճակից n վիճակի անցման ժամանակ (Բորի հաճախականության պայման):

Բորի տեսության դիսկրետ անշարժ վիճակները ընտրվել են ուղեծրի քվանտացման հատուկ կանոնի միջոցով, որը ձևակերպվել է հետևյալ կերպ. դասական մեխանիկաԻրականացվում են միայն այն ուղեծրերը, որոնց վրա էլեկտրոնի անկյունային իմպուլսը արժեքի բազմապատիկն է (երրորդ պոստուլատ).

Բանաձևում (3) մէլեկտրոնային զանգվածն է; V nէլեկտրոնի արագությունն է n-րդ անշարժ ուղեծիր; rnայս ուղեծրի շառավիղն է. n- ամբողջ թիվ՝ 1, 2, 3, ....

Բորին հետևելով՝ դիտարկենք ատոմային համակարգը, որը բաղկացած է Ze լիցքով միջուկից և լիցքով մեկ էլեկտրոնից. ե.

ժամը Z= 1 նման համակարգը համապատասխանում է ջրածնի ատոմին, մյուս Z-ի համար՝ ջրածնի նման ատոմին, այսինքն. Z ատոմային թվով ատոմ, որից հեռացվել են բոլոր էլեկտրոնները, բացի մեկից: Հաշվարկները պարզեցնելու համար ենթադրում ենք, որ էլեկտրոնը պտտվում է շրջանաձև ուղեծրով, և միջուկի զանգվածը էլեկտրոնի զանգվածի համեմատ անսահման մեծ է, իսկ միջուկը անշարժ է։

Կենտրոնաձև ուժ, որը էլեկտրոնը պահում է n-րդ անշարժ ուղեծրում, առաջանում է դեպի միջուկ Կուլոնի ձգման ուժով։

Այստեղից՝ , (4)

դրանք. երբ էլեկտրոնը շարժվում է ուղեծրի երկայնքով, նրա կինետիկ էներգիան և պոտենցիալ էներգիան կապված են այդ կապի միջոցով 2T=-U (5)

Բաժանելով (4) հավասարումը (3)՝ մենք ստանում ենք էլեկտրոնի արագության արտահայտությունը n-րդ ստացիոնարուղեծիր

n-րդ անշարժ ուղեծրի էլեկտրոնի ընդհանուր էներգիան (E) կինետիկ և պոտենցիալ էներգիաների գումարն է և, հաշվի առնելով (5) բանաձևը, հավասար է.

Արագության արժեքը (6) փոխարինելով այս բանաձևով՝ մենք ստանում ենք հետևյալ արտահայտությունը ատոմի անշարժ վիճակների էներգիաների համար.

Երբ էլեկտրոնը m ուղեծրից անցնում է n ուղեծիր, էներգիայի քվանտ է արտանետվում (3) բանաձևի համաձայն:

Այստեղից էլ սպեկտրալ գծի հաճախականությունը

Սպեկտրոսկոպիայում սովորաբար օգտագործվում են ալիքային թվեր։ Հետո

Ջրածնի համար (Z = 1) բանաձևը (7) ունի հետևյալ ձևը.

և համընկնում է Բալմերի ընդհանրացված բանաձևի հետ (1), որը էմպիրիկորեն գտնվել է ջրածնի ատոմի սպեկտրալ գծերի ալիքային թվերի համար։ (1) և (8) բանաձևերից հետևում է, որ

Այս արժեքը համընկնում է Ռիդբերգի հաստատունի փորձարարորեն որոշված ​​արժեքի հետ։

Նկար 1-ում ներկայացված է ջրածնի ատոմի էներգիայի մակարդակների և երեք շարք սպեկտրային գծերի սխեման:

Անցումներ ից ավելի բարձր մակարդակներ n = 1 մակարդակին համապատասխանում է Լայմանի ուլտրամանուշակագույն շարքի (I) ճառագայթումը, որի համար (8) բանաձևից մենք ստանում ենք.

Որտեղ m = 2, 3, 4, ...

Ավելի բարձր մակարդակներից անցումները n = 2 մակարդակին համապատասխանում են տեսանելի Balmer շարքի ճառագայթմանը (II).

Որտեղ m = 3, 4, 5, ...

Ավելի բարձր մակարդակներից n = 3 մակարդակի անցումները համապատասխանում են Paschen ինֆրակարմիր շարքի (III) ճառագայթմանը.

Որտեղ m = 4, 5, 6, .…

Երբ լույսը կլանում է ատոմը, էլեկտրոնները ավելի ցածր մակարդակներից տեղափոխվում են ավելի բարձր մակարդակներ: Այս դեպքում ատոմը հիմնական վիճակից անցնում է գրգռված վիճակի։

Բորի տեսությանը բնորոշ էր ներքին տրամաբանական անհամապատասխանությունը, ուստի այն չէր կարող դառնալ ատոմային երեւույթների հետեւողական ամբողջական տեսություն։ Ներկայումս ատոմների և մոլեկուլների սպեկտրները բացատրվում են քվանտային մեխանիկայի շրջանակներում։

Միկրոմասնիկների վիճակը նկարագրելու մոտեցում քվանտային մեխանիկասկզբունքորեն տարբերվում է դասականից: Այն թույլ չի տալիս միանշանակորեն որոշել դիտարկվող մասնիկի դիրքը տարածության մեջ և դրա հետագիծը, ինչպես դա արվում է դասական մեխանիկայի մեջ, քանի որ միկրոտիեզերքում այդ հասկացությունները կորցնում են իրենց իմաստը, այլ միայն կանխատեսում է, թե ինչ հավանականությամբ այս մասնիկը կարող է հայտնաբերվել տարբեր վայրերում: կետեր տարածության մեջ. Ուստի քվանտային մեխանիկան ունի վիճակագրական բնույթ։

Քվանտային մեխանիկայի մաթեմատիկական ապարատի հիմքում ընկած է այն պնդումը, որ համակարգի վիճակի նկարագրությունն իրականացվում է կոորդինատների և այս վիճակը բնութագրող Y ժամանակի որոշակի ֆունկցիայով։ Այս ֆունկցիան կոչվում է ալիքային ֆունկցիա։ Ոչ թե ինքնին ալիքային ֆունկցիան ունի ֆիզիկական նշանակություն, այլ դրա մոդուլի քառակուսին, որը որոշում է dw ծավալային տարրի մեջ առարկայի (միկրոմասնիկի) հայտնաբերման հավանականությունը: Եթե ​​Y- ֆունկցիան նորմալացված է, ապա dw = |Y| 2 դՎ (9)

Եկեք պարզենք ալիքի ֆունկցիայի հատկությունները: Հաշվի առնելով վերևում ասվածի մասին ֆիզիկական զգացողություն|Ը| 2 ալիքային ֆունկցիա, Y-ը պետք է լինի.

1. վերջնական, քանի որ հավանականությունը չի կարող մեկից մեծ լինել.

2. միանշանակ;

3. շարունակական, քանի որ հավանականությունը չի կարող կտրուկ փոխվել։

Այսպիսով, քվանտային մեխանիկայում համակարգի վիճակը նկարագրելու համար անհրաժեշտ է իմանալ այս համակարգի ալիքային ֆունկցիան։ Այն հայտնաբերվել է Շրյոդինգերի հավասարումից, որը ոչ հարաբերական քվանտային մեխանիկայի հիմնական հավասարումն է։ Այս հավասարումը չի ստացվում, այլ դրված է ընդհանուր նկատառումների հիման վրա: Դրա վավերականությունն ապացուցվում է դրանից ստացված տեսական արդյունքների համընկնումով փորձարարական փաստերի հետ։ Ընդհանուր առմամբ, Շրյոդինգերի հավասարումը ունի հետևյալ ձևը.

Այստեղ մմասնիկի զանգվածն է, Uկոորդինատների և ժամանակի ֆունկցիա է՝ հավասար հակառակ նշանով վերցված պոտենցիալին ուժային դաշտ, ես- երևակայական միավոր, - Լապլասի օպերատոր, .

Եթե ​​ուժային դաշտը, որում գտնվում է մասնիկը, անշարժ է (կախված չէ ժամանակից), ապա պոտենցիալը Uկախված չէ ժամանակից և ձեռք է բերում դիտարկվող մասնիկի պոտենցիալ էներգիայի նշանակությունը արտաքին ուժային դաշտում։ Այս դեպքում Y-ը կարող է ներկայացվել որպես երկու ֆունկցիաների արտադրյալ, որոնցից մեկը կախված է միայն կոորդինատներից, իսկ մյուսը՝ միայն ժամանակից։

Այստեղ Եմասնիկի ընդհանուր էներգիան է, որը դեպքում անշարժ դաշտժամանակի ընթացքում չի փոխվում.

Այս արտահայտությունը ֆունկցիայի (10) հավասարման մեջ փոխարինելուց հետո y(x,y,z)ստացվում է հետևյալ հավասարումը.

որը կոչվում է Շրյոդինգերի հավասարում անշարժ վիճակների համար։

Դիտարկենք ջրածնի ատոմը քվանտային մեխանիկայի տեսանկյունից։ Եկեք միջուկի դաշտում էլեկտրոնի պոտենցիալ էներգիայի արժեքը փոխարինենք Շրյոդինգերի անշարժ հավասարման մեջ.

Հավասարումը (11) այս դեպքում ունի հետևյալ ձևը.

Քանի որ ջրածնի ատոմի միջուկի դաշտն ունի գնդաձև սիմետրիա, նպատակահարմար է լուծել այս հավասարումը գնդաձև կոորդինատային համակարգում: (r, j, Q). Լուծումն իրականացվում է փոփոխականների տարանջատման մեթոդով՝ ալիքային ֆունկցիան ներկայացնելով որպես երկու ֆունկցիաների արտադրյալ, որոնցից մեկը կախված է միայն. r, իսկ երկրորդը՝ միայն անկյունային կոորդինատների վրա ժ, Ք.

y(r,Q,j) = R(r)×Y(Q,j)

Այս ներկայացմամբ՝ մասնիկի՝ միջակայքում կոորդինատային արժեքներ ունենալու հավանականությունը rնախքան r+drորոշվում է հրապարակով |rr| 2.

Շրյոդինգերի (12) հավասարման լուծումը հանգեցնում է հետևյալ հիմնական արդյունքների.

1. Ջրածնի էլեկտրոնն ունի էներգիայի դիսկրետ սպեկտր: Էներգիայի սեփական արժեքները որոշվում են արտահայտությամբ.

Որտեղ n-Գլխավորը քվանտային թիվ, որն ընդունում է ցանկացած դրական ամբողջ արժեք ( n = 1, 2, 3, ...).

2. Էլեկտրոնի ուղեծրային անկյունային իմպուլս Լկարող է վերցնել միայն հետևյալ դիսկրետ արժեքների շարքը.

Որտեղ լ- ուղեծրային (ազիմուտալ) քվանտային թիվ. Այն կարող է վերցնել ցանկացած արժեք միջակայքից. լ= 0, 1, 2, 3, ..., (n-1) - ընդհանուր առմամբ n արժեք: Պետություն-ից լ= 0-ը սովորաբար կոչվում է s-state, with լ = 1 – Ռ- պետական, ք լ= 2 – d-state, with լ = 3 – զ- պետություն և այլն:

3. Ուղեծրային անկյունային իմպուլսը կարող է կողմնորոշվել տարածության ֆիզիկապես տարբերվող ուղղության նկատմամբ (z) միայն այնպես, որ դրա պրոյեկցիան այս ուղղությամբ լինի , հետևաբար.

մկոչվում է մագնիսական քվանտային թիվ։ Այն կարող է վերցնել արժեքներ.

մ=0, ±1, ±2, … , ± լ- ընդհանուր (2 լ+ 1) արժեքներ.

Այսպիսով, ջրածնի ատոմում էլեկտրոնի վիճակը որոշվում է երեք քվանտային թվերով՝ հիմնական n, որը որոշում է պետության էներգիան E n; ազիմուտ լբնութագրում է էլեկտրոնի անկյունային իմպուլսը Լ, և մագնիսական մ, սահմանելով կողմնորոշումը Լտարածության մեջ ընտրված ուղղության համեմատ: Պետությունները նկարագրվում են իրենց սեփական ալիքային ֆունկցիաներով Y n, l, mորոնք Շրյոդինգերի (18) հավասարման լուծումներն են։

Շրյոդինգերի հավասարումը ոչ հարաբերական է։ Հարաբերական էֆեկտների հաշվառումը (Դիրակի հավասարումը) հանգեցնում է էլեկտրոնի սեփական անկյունային իմպուլսի գոյությանը` սպին, որը որոշվում է քվանտային թվով: սհավասար է 1/2:

Սպինի պրոյեկցիան z նախընտրելի ուղղությամբ կարող է տևել 2 վ + 1= 2 տարբեր իմաստներ:

որտեղ է էլեկտրոնային սպինի պրոեկցիայի քվանտային թիվը: Հաշվի առնելով սպինը՝ ատոմում էլեկտրոնի վիճակը բնութագրվում է չորս քվանտային թվերով՝ մինչև քվանտային թվեր. n, l, mպետք է ավելացնել սպին քվանտային թիվը մ ս.

Նկատի ունեցեք, որ երևույթներին բնորոշ ֆիզիկական մեծությունների դիսկրետությունը միջուկային աշխարհ, քվանտային մեխանիկայում, բնականաբար, բխում է Շրյոդինգերի (Դիրակ) հավասարման լուծումից, մինչդեռ Բորի տեսության մեջ այն պետք է ներմուծվեր՝ օգտագործելով էապես ոչ դասական բնույթի լրացուցիչ պայմաններ։

XVII դարում, որը նշանակում է ցանկացածի բոլոր իմաստների ամբողջությունը ֆիզիկական քանակություն. Էներգիա, զանգված, օպտիկական ճառագայթում: Հենց վերջինն է հաճախ նկատի ունենում, երբ խոսում ենք լույսի սպեկտրի մասին։ Մասնավորապես, լույսի սպեկտրը տարբեր հաճախականությունների օպտիկական ճառագայթման գոտիների հավաքածու է, որոնցից մի քանիսը մենք կարող ենք ամեն օր տեսնել արտաքին աշխարհում, մինչդեռ դրանցից մի քանիսն անհասանելի են անզեն աչքով: Կախված մարդու աչքի ընկալման հնարավորությունից՝ լույսի սպեկտրը բաժանվում է տեսանելի մասև անտեսանելի: Վերջինս իր հերթին ենթարկվում է ինֆրակարմիր և ուլտրամանուշակագույն լույսի:

Սպեկտրների տեսակները

Այնտեղ կան նաեւ տարբեր տեսակներսպեկտրներ. Դրանք երեքն են՝ կախված ճառագայթման ինտենսիվության սպեկտրային խտությունից։ Սպեկտրաները կարող են լինել շարունակական, գծային և գծավոր: Սպեկտրների տեսակները որոշվում են օգտագործելով

շարունակական սպեկտր

Շարունակական սպեկտրը ձևավորվում է պինդ մարմիններից կամ գազերից, որոնք տաքացվում են մինչև բարձր ջերմաստիճան: բարձր խտության. Յոթ գույների հայտնի ծիածանը շարունակական սպեկտրի ուղղակի օրինակ է:

գծային սպեկտր

Այն նաև ներկայացնում է սպեկտրների տեսակները և գալիս է գազային ատոմային վիճակում գտնվող ցանկացած նյութից։ Այստեղ կարևոր է նշել, որ այն գտնվում է ատոմում, ոչ թե մոլեկուլային: Նման սպեկտրը ապահովում է ատոմների չափազանց ցածր փոխազդեցություն միմյանց հետ։ Քանի որ փոխազդեցություն չկա, ատոմները մշտապես արձակում են նույն ալիքի երկարության ալիքներ: Նման սպեկտրի օրինակ է բարձր ջերմաստիճանում տաքացված գազերի փայլը:

գծավոր սպեկտր

Գծավոր սպեկտրը տեսողականորեն ներկայացնում է առանձին շերտեր, որոնք հստակորեն սահմանազատված են բավականին մուգ միջակայքերով: Ավելին, այս գոտիներից յուրաքանչյուրը խստորեն սահմանված հաճախականության ճառագայթում չէ, այլ բաղկացած է մեծ թվով լույսի գծերից, որոնք սերտորեն բաժանված են միմյանց: Նման սպեկտրների օրինակ, ինչպես գծային սպեկտրի դեպքում, բարձր ջերմաստիճաններում գոլորշիների փայլն է։ Սակայն դրանք այլևս ստեղծվում են ոչ թե ատոմների, այլ մոլեկուլների կողմից, որոնք ունեն չափազանց սերտ ընդհանուր կապ, որն էլ առաջացնում է նման փայլ։

Կլանման սպեկտրը

Այնուամենայնիվ, սպեկտրների տեսակները դեռ դրանով չեն ավարտվում։ Բացի այդ, առանձնանում է մեկ այլ տեսակ, ինչպիսին է կլանման սպեկտրը: Սպեկտրալ վերլուծության մեջ կլանման սպեկտրը մուգ գծեր է՝ շարունակական սպեկտրի ֆոնի վրա, և ըստ էության, կլանման սպեկտրը կախվածության արտահայտություն է նյութի կլանման ինդեքսից, որը կարող է քիչ թե շատ բարձր լինել։

Չնայած կա կլանման սպեկտրների չափման փորձարարական մոտեցումների լայն շրջանակ: Ամենատարածված փորձն այն է, երբ առաջացած ճառագայթման ճառագայթն անցնում է սառեցված (մասնիկների փոխազդեցության և, հետևաբար, լյումինեսցիայի բացակայության պատճառով) գազով, որից հետո որոշվում է դրա միջով անցնող ճառագայթման ինտենսիվությունը։ Փոխանցված էներգիան կարող է օգտագործվել կլանումը հաշվարկելու համար:

27.02.2014 28264 0

Թիրախ: ցույց տալ սպեկտրային վերլուծության գործնական նշանակությունը.Խրախուսել ուսանողներին հաղթահարել դժվարությունները մտավոր գործունեության գործընթացում, զարգացնել հետաքրքրություն ֆիզիկայի նկատմամբ:

Դասերի ժամանակ

Ի.Կազմակերպման ժամանակ

II.Տնային առաջադրանքների ստուգում.

IN Ո՞րն է Թոմսոնի մոդելի էությունը:

- Գծե՛ք և բացատրե՛ք Ռադերֆորդի փորձի սխեման a-մասնիկների ցրման վերաբերյալ: Ի՞նչ ենք մենք տեսնում այս փորձառության մեջ:

- Բացատրե՛ք նյութի ատոմներով a-մասնիկների ցրման պատճառը:

- Ո՞րն է ատոմի մոլորակային մոդելի էությունը:

III. Նոր նյութ սովորելը

«Սպեկտր» բառը ֆիզիկա է ներմուծել Նյուտոնը, որն այն օգտագործել է իր գիտական ​​աշխատություններում։ Դասական լատիներենից թարգմանված «սպեկտր» բառը նշանակում է «ոգի», «ձուլում», որը բավականին ճշգրիտ արտացոլում է երևույթի էությունը՝ տոնական ծիածանի տեսքը, երբ անգույն արևի լույսն անցնում է թափանցիկ պրիզմայով:

Բոլոր աղբյուրները չեն տալիս խիստ սահմանված ալիքի երկարության լույս: Ճառագայթման հաճախականության բաշխումը բնութագրվում է ճառագայթման ինտենսիվության սպեկտրային խտությամբ։

Սպեկտրաների տեսակները

Արտանետումների սպեկտրներ

Հաճախականությունների (կամ ալիքի երկարությունների) բազմությունը, որը պարունակվում է ցանկացած նյութի ճառագայթման մեջ, կոչվում է արտանետման սպեկտր։ Դրանք երեք տեսակի են.

Պինդսպեկտր է, որը պարունակում է որոշակի տիրույթի բոլոր ալիքների երկարությունները՝ կարմիրից մինչև ժամը կ= 7.6 10 7 և մինչև մանուշակագույն

y զ\u003d 4-10 11 մ Շարունակական սպեկտրը արտանետվում է տաքացվող պինդ և հեղուկ նյութերի, բարձր ճնշման տակ տաքացվող գազերի միջոցով:

Կառավարվում է -սա գազերի, ցածր խտության գոլորշիների արտանետվող սպեկտրն է ատոմային վիճակում: Այն բաղկացած է տարբեր կամ նույն գույնի առանձին գծերից, որոնք ունեն տարբեր դիրքեր։ Յուրաքանչյուր ատոմ արձակում է որոշակի հաճախականության էլեկտրամագնիսական ալիքների մի շարք: Հետեւաբար, յուրաքանչյուր քիմիական տարր ունի իր սպեկտրը:

գծավոր -սպեկտրն է, որն արտանետվում է գազից մոլեկուլային վիճակում։

Գծային և գծային սպեկտրները կարելի է ձեռք բերել նյութը տաքացնելով կամ էլեկտրական հոսանք անցնելով։

Կլանման սպեկտրներ

Կլանման սպեկտրները ստացվում են շարունակական սպեկտրի աղբյուրից լույս անցնելու միջոցով, որի ատոմները գտնվում են չգրգռված վիճակում:

Կլանման սպեկտր - տվյալ նյութի կողմից կլանված հաճախությունների ամբողջությունն է։ Ըստ Կիրխհոֆի օրենքի՝ նյութը կլանում է իր արձակած սպեկտրի այն գծերը՝ լինելով լույսի աղբյուր։

Սպեկտրային վերլուծության բացահայտումը բուռն հետաքրքրություն առաջացրեց նույնիսկ գիտությունից հեռու հանրության շրջանում, ինչն այն ժամանակ այնքան էլ հաճախ չէր լինում։ Ինչպես միշտ նման դեպքերում, պարապ սիրողականները գտան շատ այլ գիտնականների, ովքեր իբր ամեն ինչ արել են Կիրխհոֆից և Բունսենից շատ առաջ։ Ի տարբերություն իրենց նախորդներից շատերի՝ Կիրխհոֆն ու Բունսենը անմիջապես հասկացան իրենց հայտնագործության նշանակությունը։

Առաջին անգամ նրանք իրենց համար հստակ հասկացան (և ուրիշներին համոզեցին դրանում), որ սպեկտրային գծերը նյութի ատոմների հատկանիշն են։

1868 թվականի օգոստոսի 18-ին Կիրխհոֆի և Բունսենի հայտնաբերումից հետո ֆրանսիացի աստղագետ Պիեռ-Ժյուլ-Սեզար Յանսենը (1824-1907) Հնդկաստանում արևի խավարման ժամանակ դիտել է անհայտ բնույթի դեղին գիծ Արեգակի պսակի սպեկտրում: Երկու ամիս անց անգլիացի ֆիզիկոս Ջոզեֆ Նորման Լոքյերը (1836-1920) սովորեց դիտարկել Արեգակի պսակը՝ առանց արևի խավարումների սպասելու և միևնույն ժամանակ հայտնաբերեց նույն դեղին գիծը նրա սպեկտրում: Այն անհայտ տարրը, որն արտանետում էր այն, նա անվանեց հելիում, այսինքն՝ արեգակնային տարր։

Երկու գիտնականներն էլ նամակներ են գրել Ֆրանսիայի գիտությունների ակադեմիային իրենց հայտնագործության մասին, երկու նամակներն էլ ժամանել են միաժամանակ և ընթերցվել Ակադեմիայի ժողովի ժամանակ 1868 թվականի հոկտեմբերի 26-ին: Այս զուգադիպությունը ապշեցրել է ակադեմիկոսներին, և նրանք որոշել են նոկաուտի ենթարկել Ա. հիշատակի ոսկե մեդալ- մի կողմից Յանսենի և Լոկյերի պրոֆիլը, մյուս կողմից՝ Ապոլլոն աստվածը կառքի վրա և մակագրությունը.

Երկրի վրա հելիումը հայտնաբերվել է 1895 թվականին Ուիլյամ Ռամզեյի կողմից թորիումի միներալներում։

Արտանետումների և կլանման սպեկտրների ուսումնասիրությունները հնարավորություն են տալիս պարզել նյութի որակական բաղադրությունը: Միացության մեջ տարրի քանակական պարունակությունը որոշվում է սպեկտրային գծերի պայծառությունը չափելով։

Նյութի որակական և քանակական բաղադրության որոշման մեթոդը սպեկտրով կոչվում է սպեկտրալ անալիզ։ Իմանալով տարբեր գոլորշիների արտանետվող ալիքների երկարությունները՝ հնարավոր է պարզել նյութի որոշակի տարրերի առկայությունը։ Այս մեթոդը շատ զգայուն է: Հնարավոր է հայտնաբերել տարր, որի զանգվածը չի գերազանցում 10~10 գ-ը, գիտության մեջ մեծ դեր է խաղացել սպեկտրային անալիզը։ Նրա օգնությամբ ուսումնասիրվել է աստղերի կազմը։

Իր հարաբերական պարզության և բազմակողմանիության պատճառով սպեկտրային անալիզը մետաղագործության և մեքենաշինության մեջ նյութի բաղադրության մոնիտորինգի հիմնական մեթոդն է: Սպեկտրային անալիզի օգնությամբ որոշվում է հանքաքարերի և միներալների քիմիական բաղադրությունը։ Սպեկտրային վերլուծությունը կարող է իրականացվել ինչպես կլանման, այնպես էլ արտանետման սպեկտրների միջոցով: Բարդ խառնուրդների կազմը վերլուծվում է մոլեկուլային սպեկտրով։

IV. Ուսումնասիրված նյութի համախմբում

- Գծային արտանետման սպեկտրները տալիս են գրգռված ատոմներ, որոնք չեն փոխազդում միմյանց հետ: Ո՞ր մարմիններն ունեն գծային արտանետումների սպեկտր: (Շատ հազվադեպ գազեր և չհագեցած գոլորշիներ):

- Ո՞րն է սպիտակ տաք մետաղների, հալած մետաղների սպեկտրը: (Պինդ.)

- Ի՞նչ սպեկտր կարելի է դիտել սպեկտրոսկոպով էլեկտրական լամպի շիկացած պարույրից: (Պինդ.)

- Որի մեջ ագրեգացման վիճակսպեկտրային անալիզի լաբորատորիաներում ուսումնասիրում են որևէ նյութ՝ որոշելու դրա տարրական բաղադրությունը: (Գազային վիճակում):

- Ինչու՞ նույն քիմիական տարրի ներծծման սպեկտրում մուգ գծերը գտնվում են գծային արտանետումների սպեկտրի գունավոր գծերի տեղերում: (Յուրաքանչյուր քիմիական տարրի ատոմները կլանում են միայն սպեկտրի այն ճառագայթները, որոնք նրանք իրենք են արձակում):

- Ինչ է որոշվում կլանման գծերով արեգակնային սպեկտրը? (Արևի մթնոլորտի քիմիական կազմը):

Վ. Ամփոփելով դասը

Տնային աշխատանք

§ 54. ինքնատիրապետման հարցեր դասագրքից