Светенето на телата се причинява от бомбардирането им с електрони. Електромагнитно излъчване

Излъчването на електромагнитни вълни от телата (светенето на телата) може да се постигне чрез различни видове енергия. Най-често срещаното е топлинното излъчване, т.е. излъчването на електромагнитни вълни, дължащо се на вътрешната енергия на телата. Всички други видове блясък, възбудени от всякакъв вид енергия, с изключение на вътрешна (топлинна), се комбинират под често срещано име"луминесценция".

Фосфорът, който се окислява във въздуха, свети поради енергията, освободена по време на химическата трансформация. Този тип сияние се нарича хемилуминесценция. Сияние, което възниква в газове и твърди веществаах под влияние електрическо поле, се нарича електролуминесценция. Светенето на твърдите тела, причинено от бомбардирането на електрони, се нарича катодолуминесценция. Сиянието, възбудено от електромагнитно излъчване, погълнато от тялото, се нарича фотолуминесценция.

Топлинно излъчваневъзниква при всяка температура, но при ниски температури се излъчват почти само дълги (инфрачервени) електромагнитни вълни.

Нека обградим излъчващото тяло с обвивка с идеално отразяваща повърхност (фиг. 1.1).

Отстранете въздуха от черупката. Отразената от черупката радиация, падаща върху тялото, се абсорбира от нея (частично или напълно). Следователно ще има непрекъснат обмен на енергия между тялото и радиацията, изпълваща черупката. Ако разпределението на енергията между тялото и излъчването остане непроменено за всяка дължина на вълната, състоянието на системата тяло-лъчение ще бъде в равновесие. Опитът показва, че единственият вид радиация, който може да бъде в равновесие с излъчващите тела, е топлинното излъчване.

Всички други видове радиация се оказват неравновесни.

Способността на топлинното излъчване да бъде в равновесие с излъчващите тела се дължи на факта, че неговият интензитет нараства с повишаване на температурата. Да приемем, че балансът между тялото и радиацията е нарушен и тялото излъчва повече енергия, отколкото поглъща. Тогава вътрешна енергиятялото ще намалее, което ще доведе до намаляване на температурата. Това от своя страна ще доведе до намаляване на количеството енергия, излъчвано от тялото. Телесната температура ще намалява, докато количеството енергия, излъчвана от тялото, стане равно на числотоабсорбирана енергия. Ако равновесието е нарушено в другата посока, т.е. количеството излъчена енергия е по-малко от погълнатото, телесната температура ще се повишава, докато равновесието се установи отново. По този начин нарушението на равновесието в системата тяло-радиация предизвиква появата на процеси, които възстановяват баланса.

Ситуацията е различна в случай на луминесценция. Нека демонстрираме това с примера на хемилуминесценцията. Докато протича химическата реакция, причиняваща радиация, излъчващото тяло се отдалечава все повече и повече от първоначалното си състояние. Поглъщането на радиация от тялото няма да промени посоката на реакцията, а напротив, ще доведе до по-бърза (поради нагряване) реакция в първоначалната посока. Равновесието ще се установи само когато целият запас от реагиращи вещества и блясъкът, причинени от химически процеси, ще бъдат заменени от топлинно излъчване.

Така че от всички видове радиация само топлинното излъчване може да бъде в равновесие. Законите на термодинамиката важат за равновесните състояния и процеси. Следователно топлинното излъчване трябва да се подчинява на определени общи модели, произтичащи от принципите на термодинамиката. Сега ще преминем към разглеждане на тези модели.

Електромагнитно излъчване. Приложение на методите спектрален анализ.

Радиационна енергия.

Източникът на светлина трябва да консумира енергия. Светлината представлява електромагнитни вълни с дължина на вълната 4·10-7 - 8·10-7 m. Електромагнитни вълнисе излъчват при ускорено движениезаредени частици. Тези заредени частици са част от атомите. Но без да знаем как е устроен атомът, нищо надеждно не може да се каже за механизма на излъчване. Ясно е само, че вътре в атома няма светлина, както няма звук в струната на пиано. Подобно на струна, която започва да звучи едва след като бъде ударена с чук, атомите раждат светлина едва след като са възбудени.
За да започне един атом да излъчва, към него трябва да се пренесе енергия. Когато излъчва, атомът губи енергията, която получава, а за непрекъснатото светене на веществото е необходим приток на енергия към неговите атоми отвън.

Топлинно излъчване. Най-простият и най-често срещаният тип радиация е топлинното излъчване, при което енергията, загубена от атомите за излъчване на светлина, се компенсира от енергия топлинно движениеатоми или (молекули) на излъчващото тяло.
IN началото на XIX V. беше установено, че над (дължина на вълната) червената част на спектъра Видима светлинаима невидима инфрачервена част от спектъра, а под виолетовата част от спектъра на видимата светлина има невидима ултравиолетова част от спектъра.
Дължини на вълните инфрачервено лъчениесе съдържат в диапазона от 3·10-4 до 7,6·10-7 m характерно свойствотова излъчване е негово термичен ефект. Източник на инфрачервени лъчи е всяко тяло. Колкото по-висока е телесната температура, толкова по-висок е интензитетът на това излъчване. Колкото по-висока е телесната температура, толкова по-бързо се движат атомите. Когато бързите атоми (молекули) се сблъскат един с друг, част от тяхната кинетична енергия се преобразува в енергия на възбуждане на атомите, които след това излъчват светлина.

Инфрачервеното лъчение се изследва с помощта на термодвойки и болометри. Принципът на работа на устройствата за нощно виждане се основава на използването на инфрачервено лъчение.
Топлинният източник на радиация е Слънцето, както и обикновена лампа с нажежаема жичка. Лампата е много удобен, но евтин източник. Само около 12% от общата енергия, освободена в лампата токов удар, се преобразува в светлинна енергия. Топлинният източник на светлина е пламък. Зърната от сажди се нагряват поради енергията, отделена при изгарянето на горивото, и излъчват светлина.

Електролуминесценция. Енергията, необходима на атомите за излъчване на светлина, може да идва и от нетермични източници. По време на разряд в газовете електрическото поле придава голяма сила на електроните. кинетична енергия. Бързите електрони изпитват сблъсъци с атоми. Част от кинетичната енергия на електроните отива за възбуждане на атоми. Възбудените атоми освобождават енергия под формата на светлинни вълни. Поради това изхвърлянето в газа е придружено от блясък. Това е електролуминесценция.

Катодолуминесценция. Светенето на твърдите тела, причинено от бомбардирането на електрони, се нарича катодолуминесценция. Благодарение на катодолуминесценцията екраните на електроннолъчевите тръби светят.

Хемилуминесценция. За някои химична реакция, идваща с освобождаването на енергия, част от тази енергия се изразходва директно за излъчване на светлина. Източникът на светлина остава студен (има температура заобикаляща среда). Това явление се нарича хемилуминесценция.

Фотолуминесценция. Светлината, падаща върху вещество, се отразява частично и частично се абсорбира. Енергията на погълнатата светлина в повечето случаи предизвиква само нагряване на телата. Въпреки това, някои тела сами започват да светят директно под въздействието на падаща върху тях радиация. Това е фотолуминесценция.

Светлината възбужда атомите на веществото (увеличава вътрешната им енергия), след което те самите се осветяват. Например, светещи бои, които се използват за покриване на много коледна украса, излъчват светлина, след като бъдат облъчени. Фотолуминесценция на твърди тела, както и със специално предназначение- (обобщени) фосфори, могат да бъдат не само във видимата, но и в ултравиолетовата и инфрачервени диапазони. Светлината, излъчвана по време на фотолуминесценцията, като правило има по-голяма дължина на вълната от светлината, която възбужда сиянието. Това може да се наблюдава експериментално. Ако насочите светлинен лъч, преминал през виолетов филтър към съд с флуоресцентно (органично багрило), тогава тази течност започва да свети със зелено-жълта светлина, т.е. светлина с по-голяма дължина на вълната от виолетовата светлина.
Явлението фотолуминесценция се използва широко във флуоресцентните лампи. съветски физик S.I. Вавилов предложи покриване вътрешна повърхностразрядна тръба с вещества, способни да светят ярко под въздействието на късовълнова радиация газоразрядни.

Разпределение на енергията в спектъра.

Нито един от източниците не произвежда монохроматична светлина, тоест светлина със строго определена дължина на вълната. В това сме убедени от експерименти за разлагане на светлината в спектър с помощта на призма, както и експерименти за интерференция и дифракция.
Енергията, която светлината носи със себе си от източника, се разпределя по определен начин върху вълните с всякаква дължина, които образуват светлинния лъч. Можем също да кажем, че енергията се разпределя по честоти, тъй като има разлика между дължина на вълната и честота. проста връзка: ђv = c.
Плътността на потока на електромагнитното излъчване или интензитетът се определя от енергията при всички честоти. За да се характеризира честотното разпределение на радиацията, е необходимо да се въведе нова величина: интензитетът на единица честотен интервал. Тази величина се нарича спектрална плътност на интензитета на излъчване.

Не можете да разчитате на окото си, за да оцените разпределението на енергията. Окото има селективна чувствителност към светлина: максималната му чувствителност се намира в жълто-зелената област на спектъра. Най-добре е да се възползвате от свойството на черното тяло да поглъща почти напълно светлина от всички дължини на вълната. В този случай радиационната енергия (т.е. светлината) причинява нагряване на тялото. Следователно е достатъчно да се измери телесната температура и от нея да се съди за количеството енергия, погълната за единица време.
Обикновеният термометър е твърде чувствителен, за да се използва успешно в такива експерименти. Необходими са по-чувствителни инструменти за измерване на температурата. Можете да вземете електрически термометър, в който чувствителен елементизработени под формата на тънка метална плоча. Тази плоча трябва да бъде покрита с тънък слой сажди, който почти напълно абсорбира светлина с всякаква дължина на вълната.
Топлочувствителната пластина на устройството трябва да бъде поставена на едно или друго място в спектъра. Всичко видим спектърдължината l от червени до виолетови лъчи съответства на честотния диапазон от IR до UV. Ширината съответства на малък интервал Av. Чрез нагряване на черната плоча на устройството можете да прецените плътността радиационен поток, попадащи в честотния интервал Av. Премествайки плочата по спектъра, намираме това повечето отенергията попада в червената част на спектъра, а не в жълто-зелената, както изглежда на окото.
Въз основа на резултатите от тези експерименти е възможно да се построи крива на зависимостта на спектралната плътност на интензитета на излъчване от честотата. Спектралната плътност на интензитета на излъчване се определя от температурата на плочата, а честотата не е трудна за намиране, ако устройството, използвано за разлагане на светлината, е калибрирано, тоест ако се знае на каква честота съответства дадена част от спектъра. да се.
Нанасяйки по абсцисната ос стойностите на честотите, съответстващи на средните точки на интервалите Av, и по ординатната ос спектралната плътност на интензитета на излъчване, получаваме редица точки, през които можем да начертаем гладка крива. Тази крива дава визуално представяневърху разпределението на енергията и видимата част на спектъра електрическа дъга.

Видове спектри.

Спектрален състав на радиацията различни веществамного разнообразни. Но въпреки това всички спектри, както показва опитът, могат да бъдат разделени на три типа, които се различават един от друг.

Непрекъснати спектри.

Слънчевият спектър или спектърът на дъговата светлина е непрекъснат. Това означава, че спектърът съдържа вълни с всички дължини на вълната. В спектъра няма прекъсвания, а на екрана на спектрографа се вижда непрекъсната многоцветна ивица.
Разпределение на енергията по честотите, т.е. спектрална плътност на интензитета на излъчване, за различни теларазлични. Например, тяло с много черна повърхност излъчва електромагнитни вълни с всички честоти, но кривата на спектралната плътност на интензитета на излъчване спрямо честотата има максимум при определена честота. Енергията на излъчване при много ниски и много високи честоти е незначителна. С повишаване на температурата максималната спектрална плътност на радиацията се измества към по-къси вълни.
Непрекъснати (или непрекъснати) спектри, както показва опитът, се дават от тела, разположени в твърдо или течно състояние, както и силно компресирани газове. За да се получи непрекъснат спектър, тялото трябва да се нагрее до висока температура.
Природата на непрекъснатия спектър и самият факт на неговото съществуване се определят не само от свойствата на отделните излъчващи атоми, но и от силна степензависят от взаимодействието на атомите помежду си.
Непрекъснат спектър се произвежда и от високотемпературна плазма. Електромагнитните вълни се излъчват от плазмата главно при сблъсък на електрони с йони.

Линейни спектри.

Нека добавим парче азбест, навлажнено с разтвор на обикновена вода в бледия пламък на газова горелка. готварска сол. При наблюдение на пламък през спектроскоп ярко жълта линия ще мига на фона на едва видимия непрекъснат спектър на пламъка. Тази жълта линия се произвежда от натриеви пари, които се образуват, когато молекулите на трапезната сол се разграждат в пламък. На спектроскопа можете също да видите палисада от цветни линии с различна яркост, разделени от широки тъмни ивици. Такива спектри се наричат линейни спектри. Наличието на линеен спектър означава, че веществото излъчва светлина само при определени дължини на вълната (по-точно в определени много тесни спектрални интервали). Всяка линия има крайна ширина.
Линейните спектри се срещат само за вещества в атомно състояние (но не и молекулярни). В този случай светлината се излъчва от атоми, които практически не взаимодействат помежду си. Това е най-фундаменталният, основен тип спектри. Основното свойство на линейните спектри е, че изолирани атоми на даден химичен елемент излъчват строго определени, неповтарящи се последователности от дължини на вълните. две различни елементиНяма същата последователност от дължини на вълните. Спектралните ленти се появяват на изхода на спектрално устройство на мястото на дължината на вълната, излъчвана от източника. Обикновено, за да се наблюдават линейни спектри, се използва сиянието на парите на вещество в пламък или сиянието на газов разряд в тръба, пълна с изследвания газ.
С увеличаването на плътността на атомния газ индивидуалните спектрални линииразширяване и накрая на много висока плътностгаз, когато взаимодействието на атомите стане значително, тези линии се припокриват, образувайки непрекъснат спектър.

Раирани спектри.

Лентовият спектър се състои от отделни ленти, разделени от тъмни интервали. С помощта на много добър спектрален апарат може да се установи, че всяка лента представлява колекция голямо числомного близко разположени линии. За разлика от линейните спектри, ивичните спектри се създават не от атоми, а от молекули, които не са свързани или са слабо свързани една с друга.
За наблюдение на молекулни спектри, както и за наблюдение на линейни спектри, обикновено се използва сиянието на пара в пламък или сиянието на газов разряд.

Емисионни и абсорбционни спектри.

Всички вещества, чиито атоми са във възбудено състояние, излъчват светлинни вълни, чиято енергия е разпределена по определен начин по дължини на вълните. Поглъщането на светлина от дадено вещество също зависи от дължината на вълната. Така червеното стъкло пропуска вълни, съответстващи на червената светлина (l»8·10-5 cm), и поглъща всички останали.
Ако прекарате бяла светлина през студен, неизлъчващ газ, се появяват тъмни линии на фона на непрекъснатия спектър на източника. Газът абсорбира най-интензивно светлината с точно тези дължини на вълната, които излъчва при силно нагряване. Тъмните линии на фона на непрекъснат спектър са абсорбционни линии, които заедно образуват абсорбционен спектър.
Има непрекъснати, линейни и ивични емисионни спектри и същия брой видове спектри на абсорбция.

Спектрален анализ и неговото приложение.

Важно е да знаем от какво са изградени телата около нас. Изобретени са много методи за определяне на техния състав. Но съставът на звездите и галактиките може да се определи само с помощта на спектрален анализ.

Метод за определяне на качеството и количествен съставАнализът на веществото по неговия спектър се нарича спектрален анализ. Спектралният анализ се използва широко в проучването на полезни изкопаеми за определяне на химичния състав на рудни проби. В промишлеността спектралният анализ дава възможност да се контролира съставът на сплавите и примесите, въведени в металите, за да се получат материали с определени свойства. Линейните спектри играят специална роля важна роля, тъй като тяхната структура е пряко свързана със структурата на атома. В края на краищата тези спектри са създадени от атоми, които не преживяват външни влияния. Следователно, като се запознаем с линейните спектри, ние правим първата стъпка към изучаване на структурата на атомите. Наблюдавайки тези спектри, учените успяха да „погледнат“ вътре в атома. Тук оптиката влиза в тясна връзка с атомната физика.
Основното свойство на линейните спектри е, че дължините на вълните (или честотите) на линейния спектър на всяко вещество зависят само от свойствата на атомите на това вещество, но са напълно независими от метода на възбуждане на луминесценцията на атомите. Атомите на всеки химичен елемент дават спектър, който не е подобен на спектрите на всички други елементи: те са способни да излъчват строго специфичен набордължини на вълните.
Това е в основата на спектралния анализ - метод за определяне на химичния състав на веществото от неговия спектър.

Като човешки пръстови отпечатъци линейни спектриимат уникална личност. Уникалността на шарките върху кожата на пръста често помага да се намери престъпникът. По същия начин, благодарение на индивидуалността на спектрите, е възможно да се определи химичен съставтела. С помощта на спектрален анализ можете да откриете този елементкато част от сложно вещество, дори ако масата му не надвишава 10-10. Това е много чувствителен метод.
Изследването на линейния спектър на дадено вещество ни позволява да определим кое химически елементисе състои и в какво количество всеки елемент се съдържа в дадено вещество.
Количественото съдържание на елемента в изследваната проба се определя чрез сравняване на интензитета отделни редовеспектър на този елемент с интензитета на линиите на друг химичен елемент, чието количествено съдържание в пробата е известно.
Количественият анализ на състава на веществото въз основа на неговия спектър е труден, тъй като яркостта на спектралните линии зависи не само от масата на веществото, но и от метода на възбуждане на сиянието. Да, кога ниски температуримного спектрални линии изобщо не се появяват. Въпреки това, при стандартни условия за възбуждане на сиянието, може да се извърши и количествен спектрален анализ.
Предимствата на спектралния анализ са висока чувствителности скоростта на постигане на резултати. С помощта на спектрален анализ е възможно да се открие наличието на злато в проба с тегло 6·10-7 g, с маса само 10-8 g. Определянето на марката на стоманата чрез спектрален анализ може да се извърши за няколко десетки секунди .
Спектралният анализ ви позволява да определите химичния състав небесни тела, отдалечени от Земята на милиарди светлинни години. Химичен състав на атмосферите на планети и звезди, студен газ в междузвездно пространствоопределя се от абсорбционните спектри.
Изследвайки спектрите, учените успяха да определят не само химичния състав на небесните тела, но и тяхната температура. По изместването на спектралните линии може да се определи скоростта на движение на небесното тяло.

В момента са определени спектрите на всички атоми и са съставени таблици на спектрите. С помощта на спектралния анализ бяха открити много нови елементи: рубидий, цезий и др. Елементите често получаваха имена в съответствие с цвета на най-интензивните линии в спектъра. Рубидият произвежда тъмночервени, рубинени линии. Думата цезий означава "небесносин". Това е цветът на основните линии на спектъра на цезия.
С помощта на спектрален анализ беше научен химическият състав на Слънцето и звездите. Други методи за анализ тук обикновено са невъзможни. Оказа се, че звездите се състоят от същите химически елементи, които се намират на Земята. Любопитно е, че първоначално хелият е открит в Слънцето и едва след това е открит в земната атмосфера. Името на този елемент припомня историята на откриването му: думата хелий означава "слънчев".
Поради сравнителната си простота и гъвкавост, спектралният анализ е основният метод за наблюдение на състава на веществото в металургията, машиностроенето и ядрената индустрия. С помощта на спектрален анализ се определя химичният състав на рудите и минералите.
Съставът на сложни, предимно органични, смеси се анализира чрез техните молекулни спектри.
Спектрален анализ може да се извърши не само от емисионни спектри, но и от спектри на абсорбция. Именно абсорбционните линии в спектъра на Слънцето и звездите позволяват да се изследва химичният състав на тези небесни тела. Ярък светеща повърхностФотосферата на слънцето осигурява непрекъснат спектър. слънчева атмосфераселективно абсорбира светлината от фотосферата, което води до появата на абсорбционни линии на фона на непрекъснатия спектър на фотосферата.
Но самата атмосфера на Слънцето излъчва светлина. По време на слънчеви затъмнения, Кога слънчев диске блокиран от Луната, линиите на спектъра са обърнати. На мястото на абсорбционните линии в слънчев спектъремисионните линии мигат.
В астрофизиката спектралният анализ означава не само определяне на химичния състав на звезди, газови облаци и т.н., но и намиране на много други неща от спектрите физически характеристикитези обекти: температура, налягане, скорост, магнитна индукция.
В допълнение към астрофизиката, спектралният анализ се използва широко в съдебната медицина за изследване на доказателства, открити на местопрестъпление. Също така, спектралният анализ в съдебната медицина е много полезен за идентифициране на оръжието на убийството и като цяло за разкриване на някои от детайлите на престъплението.
Спектралния анализ намира още по-широко приложение в медицината. Тук приложението му е много голямо. Може да се използва за диагностика, както и за идентифициране на чужди вещества в човешкото тяло.
Спектралния анализ изисква специални спектрални инструменти, които ще разгледаме по-нататък.

Спектрални устройства.

За прецизни изследвания Spectra такива прости устройства като тесен процеп, ограничаващ светлинния лъч, и призма вече не са достатъчни. Необходими са инструменти, които осигуряват ясен спектър, т.е. инструменти, които могат добре да разделят вълни с различна дължина и да не позволяват отделни части от спектъра да се припокриват. Такива устройства се наричат спектрални устройства. Най-често основната част от спектралния апарат е призма или дифракционна решетка.
Нека разгледаме проектната диаграма на призмен спектрален апарат. Изследваното лъчение първо влиза в част от устройството, наречена колиматор. Колиматорът представлява тръба, в единия край на която има екран с тясна междина, а от другата има събирателна леща. Прорезът е на фокусното разстояние на обектива. Следователно падащ върху лещата от процепа падащ върху лещата светлинен лъч излиза от нея като паралелен лъч и пада върху призмата.
защото различни честотикореспондирам различни показателипречупване, тогава от призмата излизат успоредни лъчи, които не съвпадат по посока. Те падат върху обектива. На фокусното разстояние на този обектив има екран - матирано стъкло или фотоплака. Обективът фокусира успоредни снопове лъчи върху екрана и вместо едно изображение на процепа, резултатът е цяла линияизображения. Всяка честота (тесен спектрален интервал) има свой образ. Всички тези изображения заедно образуват спектър.
Описаното устройство се нарича спектрограф. Ако вместо втора леща и екран се използва телескоп за визуално наблюдение на спектри, тогава устройството се нарича спектроскоп. Призмите и другите части на спектралните устройства не са непременно направени от стъкло. Вместо стъкло се използват и прозрачни материали като кварц. каменна соли т.н.

Топлинно излъчване и луминесценция.

Енергията, изразходвана от светещо тяло за излъчване, може да бъде попълнена от различни източници. Фосфорът, който се окислява във въздуха, свети поради енергията, освободена по време на химическата трансформация. Този тип сияние се нарича хемилуминесценция. Сиянието, което се получава, когато различни видовенезависимият газов разряд се нарича електролуминесценция. Светенето на твърдите тела, причинено от бомбардирането на електрони, се нарича катодолуминесценция. Излъчване от тяло на радиация с определена характерна за него дължина на вълната λ 1 може да бъде причинено от облъчването на това тяло (или предишното му облъчване) с радиация с дължина на вълната λ 1 по-малко от λ 2. Такива процеси се обединяват под името фотолуминесценция (Луминесценцията е излъчване, което превишава топлинното излъчване на тялото при дадена температура и има продължителност, значително по-голяма от периода на излъчваните вълни. Луминесцентните вещества се наричат луминофори ).

Фигура 8. 1 Хемилуминесценция

Фигура 8. 2 Фотолуминесценция

Фигура 8. 3 Електролуминесценция.

Най-често срещаното е светенето на телата поради тяхното нагряване. Този тип сияние се нарича топлинно (или температурно) излъчване. Топлинното излъчване възниква при всяка температура, но при ниски температури се излъчват почти само дълги (инфрачервени) електромагнитни вълни.

Нека обградим излъчващото тяло с непроницаема обвивка с идеално отразяваща повърхност (фиг.).

Радиацията, попадаща върху тялото, се абсорбира от него (частично или напълно). Следователно ще има непрекъснат обмен на енергия между тялото и радиацията, изпълваща черупката. Ако разпределението на енергията между тялото и излъчването остане непроменено за всяка дължина на вълната, състоянието на системата тяло-лъчение ще бъде в равновесие. Опитът показва, че единственият вид радиация, който може да бъде в равновесие с излъчващите тела, е топлинното излъчване. Всички други видове радиация се оказват неравновесни.

Тогава вътрешната енергия на тялото ще намалее, което ще доведе до намаляване на температурата. Това от своя страна ще доведе до намаляване на количеството енергия, излъчвано от тялото. Телесната температура ще намалява, докато количеството енергия, излъчвана от тялото, стане равно на количеството погълната енергия. Ако равновесието е нарушено в другата посока, т.е. количеството излъчена енергия е по-малко от погълнатото, телесната температура ще се повишава, докато равновесието се установи отново. По този начин дисбалансът в системата за излъчване на тялото предизвиква появата на процеси, които възстановяват баланса.

Ситуацията е различна при всеки тип луминесценция. Нека демонстрираме това с примера на хемилуминесценцията. Докато протича химическата реакция, причиняваща радиация, излъчващото тяло се отдалечава все повече и повече от първоначалното си състояние. Поглъщането на радиация от тялото няма да промени посоката на реакцията, а напротив ще доведе до по-бърза (поради нагряване) реакция в първоначалната посока. Равновесието ще бъде установено само когато целият запас от реагиращи вещества и сиянието се изразходват.

причинени от химични процеси, ще бъдат заменени от топлинно излъчване.

Така че от всички видове радиация само топлинното излъчване може да бъде в равновесие. Законите на термодинамиката важат за равновесните състояния и процеси. Следователно топлинното излъчване трябва да се подчинява на някои общи закони, произтичащи от принципите на термодинамиката. Сега ще преминем към разглеждане на тези модели.

8.2 Закон на Кирхоф.

Нека представим някои характеристики на топлинното излъчване.

Енергиен поток (всякакви честоти), излъчвани от единица повърхност на излъчващо тяло за единица време във всички посоки(в плътен ъгъл 4π), Наречен енергийна светимост на тялото (Р) [Р] = W/m2 .

Радиацията се състои от вълни с различни честоти (ν). Нека обозначим потока енергия, излъчван от единица повърхност на тяло в честотния диапазон от ν до ν + dν, през d Рν. След това при определена температура.

Където - спектрална плътност енергийна светимост, или излъчване на тялото .

Опитът показва, че излъчвателната способност на тялото зависи от температурата на тялото (за всяка температура максималното излъчване е в собствения честотен диапазон). Измерение .

Като знаем коефициента на излъчване, можем да изчислим енергийна светимост:

Нека поток от лъчиста енергия dF падне върху елементарна област от повърхността на тялото, причинена от електромагнитни вълни, чиито честоти се съдържат в интервала dν. Част от този поток ще се абсорбира от тялото. Безразмерен

Наречен абсорбционната способност на тялото . Зависи много и от температурата.

По дефиниция не може да бъде повече от един. За тяло, което напълно абсорбира радиация от всички честоти, . Такова тяло се нарича абсолютно черен (това е идеализация).

Тялото, за което и по-малко от единица за всички честоти,Наречен сиво тяло (това също е идеализация).

Съществува известна връзка между емисионната и абсорбционната способност на тялото. Нека мислено проведем следния експеримент.

Нека има три тела в затворена черупка. Телата са във вакуум, следователно обменът на енергия може да се осъществи само чрез радиация. Опитът показва, че такава система след известно време ще достигне състояние на топлинно равновесие (всички тела и обвивката ще имат еднаква температура).

В това състояние тяло с по-голяма излъчвателна способност губи повече енергия за единица време, но следователно това тяло трябва да има и по-голяма абсорбционна способност:

Густав Кирхоф формулира през 1856 г закон и предложи модел с черно тяло .

Съотношението на излъчвателната способност към поглъщателната способност не зависи от природата на тялото; то е еднакво за всички тела(универсален)функция на честотата и температурата.

където f( – универсална функцияКирхоф.

Тази функция има универсален или абсолютен характер.

Величините и , взети поотделно, могат да се променят изключително силно при преминаване от едно тяло към друго, но съотношението им постоянноза всички тела (при дадена честота и температура).

За абсолютно черно тяло =1, следователно за него f(, т.е. универсалната функция на Кирхоф не е нищо повече от излъчвателната способност на напълно черно тяло.

В природата не съществуват абсолютно черни тела. Саждите или платиненото черно имат коефициент на поглъщане 1, но само в ограничен честотен диапазон. Въпреки това, кухина с малка дупка е много близка по своите свойства до напълно черно тяло. Лъч, който попада вътре, задължително се абсорбира след многократни отражения и лъч с всякаква честота.

Емисионната способност на такова устройство (кухина) е много близка до f(ν ,T). По този начин, ако стените на кухината се поддържат при температура T, тогава от дупката излиза радиация, много близка по спектрален състав до радиацията на абсолютно черно тяло при същата температура.

Чрез разлагане на това лъчение в спектър може да се намери експерименталната форма на функцията f(ν ,T)(фиг. 1.3), с различни температури T 3 > T 2 > T 1 .

Площта, покрита от кривата, дава енергийната яркост на черно тяло при съответната температура.

Тези криви са еднакви за всички тела.

Кривите са подобни на функцията на разпределение на скоростта на молекулите. Но там площите, обхванати от кривите, са постоянни, но тук с повишаване на температурата площта се увеличава значително. Това предполага, че енергийната съвместимост е силно зависима от температурата. Максимална радиация (емисионна способност) с повишаване на температурата сменикъм по-високи честоти.

Въведение………………………………………………………………………………….2

Механизъм на излъчване…………………………………………………………………………………..3

Разпределение на енергията в спектъра……………………………………………………….4

Видове спектри………………………………………………………………………………………….6

Видове спектрални анализи…………………………………………………………7

Заключение…………………………………………………………………………………..9

Литература………………………………………………………………………………….11

Въведение

Спектърът е разлагане на светлината на нейните съставни части, лъчи с различни цветове.

Методът за изследване на химичния състав на различни вещества от техните линейни емисионни или абсорбционни спектри се нарича спектрален анализ.За спектрален анализ е необходимо незначително количество вещество. Неговата скорост и чувствителност направиха този метод незаменим както в лабораториите, така и в астрофизиката. Тъй като всеки химичен елемент от периодичната таблица излъчва линеен спектър на излъчване и абсорбция, характерен само за него, това дава възможност да се изследва химичният състав на веществото. Физиците Кирхоф и Бунзен първи се опитват да го направят през 1859 г., като построяват спектроскоп.Светлината преминава в него през тесен процеп, изрязан от единия ръб на телескопа (тази тръба с прорез се нарича колиматор). От колиматора лъчите падаха върху призма, покрита с кутия, облицована с черна хартия отвътре. Призмата отклони лъчите, които излизаха от процепа. Резултатът беше спектър. След това покриха прозореца със завеса и поставиха запалена горелка в процепа на колиматора. Части от различни вещества бяха въведени последователно в пламъка на свещта и погледна през втората телескопкъм получения спектър. Оказа се, че нажежените пари на всеки елемент произвеждат лъчи със строго определен цвят, а призмата отклонява тези лъчи на строго определено място и следователно нито един цвят не може да маскира другия. Това доведе до извода, че е открит радикално нов метод за химичен анализ - чрез спектъра на дадено вещество. През 1861 г., въз основа на това откритие, Кирхоф доказва наличието на редица елементи в хромосферата на Слънцето, поставяйки основите на астрофизиката.

Механизъм на излъчване

Източникът на светлина трябва да консумира енергия. Светлината е електромагнитни вълни с дължина на вълната 4*10 -7 - 8*10 -7 m. Електромагнитните вълни се излъчват от ускореното движение на заредени частици. Тези заредени частици са част от атомите. Но без да знаем как е устроен атомът, нищо надеждно не може да се каже за механизма на излъчване. Ясно е само, че вътре в атома няма светлина, както няма звук в струната на пиано. Подобно на струна, която започва да звучи едва след като бъде ударена с чук, атомите раждат светлина едва след като са възбудени.

За да започне един атом да излъчва, към него трябва да се пренесе енергия. Когато излъчва, атомът губи енергията, която получава, а за непрекъснатото светене на веществото е необходим приток на енергия към неговите атоми отвън.

Топлинно излъчване.Най-простият и най-разпространен вид излъчване е топлинното излъчване, при което енергията, загубена от атомите за излъчване на светлина, се компенсира от енергията на топлинното движение на атомите или (молекулите) на излъчващото тяло. Колкото по-висока е телесната температура, толкова по-бързо се движат атомите. Когато бързите атоми (молекули) се сблъскат един с друг, част от тяхната кинетична енергия се преобразува в енергия на възбуждане на атомите, които след това излъчват светлина.

Топлинният източник на радиация е Слънцето, както и обикновена лампа с нажежаема жичка. Лампата е много удобен, но евтин източник. Само около 12% от общата енергия, освободена от електрическия ток в лампата, се превръща в светлинна енергия. Топлинният източник на светлина е пламък. Зърната от сажди се нагряват поради енергията, отделена при изгарянето на горивото, и излъчват светлина.

Електролуминесценция.Енергията, необходима на атомите за излъчване на светлина, може да идва и от нетермични източници. По време на разряд в газовете електрическото поле придава по-голяма кинетична енергия на електроните. Бързите електрони изпитват сблъсъци с атоми. Част от кинетичната енергия на електроните отива за възбуждане на атоми. Възбудените атоми освобождават енергия под формата на светлинни вълни. Поради това изхвърлянето в газа е придружено от блясък. Това е електролуминесценция.

Катодолуминесценция.Светенето на твърдите тела, причинено от бомбардирането на електрони, се нарича катодолуминесценция. Благодарение на катодолуминесценцията екраните на електроннолъчевите тръби на телевизорите светят.

Хемилуминесценция.При някои химични реакции, които освобождават енергия, част от тази енергия се изразходва директно за излъчване на светлина. Източникът на светлина остава хладен (при стайна температура). Това явление се нарича хемиолуминесценция.

Фотолуминесценция.Светлината, падаща върху вещество, се отразява частично и частично се абсорбира. Енергията на погълнатата светлина в повечето случаи предизвиква само нагряване на телата. Въпреки това, някои тела сами започват да светят директно под въздействието на падаща върху тях радиация. Това е фотолуминесценция. Светлината възбужда атомите на веществото (увеличава вътрешната им енергия), след което те самите се осветяват. Например, светещите бои, които покриват много украси за коледно дърво, излъчват светлина, след като бъдат облъчени.

Светлината, излъчвана по време на фотолуминесценцията, като правило има по-голяма дължина на вълната от светлината, която възбужда сиянието. Това може да се наблюдава експериментално. Ако насочите светлинен лъч към съд, съдържащ флуоресцеит (органично багрило),

преминала през виолетов светлинен филтър, тази течност започва да свети със зелено-жълта светлина, т.е. светлина с по-голяма дължина на вълната от виолетовата светлина.

Явлението фотолуминесценция се използва широко във флуоресцентните лампи. Съветският физик С. И. Вавилов предложи покриване на вътрешната повърхност на газоразрядната тръба с вещества, способни да светят ярко под действието на късовълнова радиация от газов разряд. Флуоресцентните лампи са приблизително три до четири пъти по-икономични от обикновените лампи с нажежаема жичка.

Изброени са основните видове радиация и източниците, които ги създават. Най-често срещаните източници на радиация са термичните.

Разпределение на енергията в спектъра

На екрана зад пречупващата призма монохроматичните цветове в спектъра са подредени в следния ред: червено (което има най-голяма дължина на вълната сред вълните на видимата светлина (k = 7,6 (10-7 m и най-малък индекс на пречупване), оранжево, жълто , зелено, циан, синьо и виолетово (с най-късата дължина на вълната във видимия спектър (f = 4 (10-7 m и най-висок индекс на пречупване). Нито един от източниците не произвежда монохроматична светлина, т.е. светлина със строго определена дължина на вълната , Експерименти за разлагане на светлината в спектър с помощта на призма, както и експерименти за интерференция и дифракция.

Енергията, която светлината носи със себе си от източника, се разпределя по определен начин върху вълните с всякаква дължина, които образуват светлинния лъч. Можем също така да кажем, че енергията се разпределя по честоти, тъй като има проста връзка между дължината на вълната и честотата: v = c.

Плътността на потока на електромагнитното излъчване, или интензитетът /, се определя от енергията &W, която се приписва на всички честоти. За да се характеризира честотното разпределение на радиацията, е необходимо да се въведе нова величина: интензитетът на единица честотен интервал. Тази величина се нарича спектрална плътност на интензитета на излъчване.

Плътността на спектралния радиационен поток може да се намери експериментално. За да направите това, трябва да използвате призма, за да получите емисионен спектър, например електрическа дъга, и измерване на плътността на радиационния поток, попадащ в малки спектрални интервали с ширина Av.

Обикновеният термометър е твърде чувствителен, за да се използва успешно в такива експерименти. Необходими са по-чувствителни инструменти за измерване на температурата. Можете да вземете електрически термометър, в който чувствителният елемент е направен под формата на тънка метална плоча. Тази плоча трябва да бъде покрита с тънък слой сажди, който почти напълно абсорбира светлина с всякаква дължина на вълната.

Топлочувствителната пластина на устройството трябва да бъде поставена на едно или друго място в спектъра. Целият видим спектър с дължина l от червени до виолетови лъчи съответства на честотния интервал от v cr до y f. Ширината съответства на малък интервал Av. Чрез нагряване на черната пластина на устройството може да се прецени плътността на радиационния поток за честотен интервал Av. Като движим плочата по спектъра, ще установим, че по-голямата част от енергията е в червената част на спектъра, а не в жълто-зелената, както изглежда на окото.

Въз основа на резултатите от тези експерименти е възможно да се построи крива на зависимостта на спектралната плътност на интензитета на излъчване от честотата. Спектралната плътност на интензитета на излъчване се определя от температурата на плочата, а честотата не е трудна за намиране, ако устройството, използвано за разлагане на светлината, е калибрирано, тоест ако се знае на каква честота съответства дадена част от спектъра. да се.

Нанасяйки по абсцисната ос стойностите на честотите, съответстващи на средните точки на интервалите Av, и по ординатната ос спектралната плътност на интензитета на излъчване, получаваме редица точки, през които можем да начертаем гладка крива. Тази крива дава визуално представяне на разпределението на енергията и видимата част от спектъра на електрическата дъга.

Спектрални устройства.За точно изследване на спектрите вече не са достатъчни такива прости устройства като тесен процеп, ограничаващ светлинния лъч, и призма. Необходими са инструменти, които осигуряват ясен спектър, т.е. инструменти, които могат добре да разделят вълни с различна дължина и да не позволяват отделни части от спектъра да се припокриват. Такива устройства се наричат спектрални устройства. Най-често основната част от спектралния апарат е призма или дифракционна решетка.

Нека разгледаме проектната диаграма на призмен спектрален апарат. Изследваното лъчение първо влиза в част от устройството, наречена колиматор. Колиматорът представлява тръба, в единия край на която има екран с тесен процеп, а в другия - събирателна леща. Прорезът е на фокусното разстояние на обектива. Следователно падащ върху лещата от процепа падащ върху лещата светлинен лъч излиза от нея като паралелен лъч и пада върху призмата.

Тъй като различните честоти съответстват на различни показатели на пречупване, от призмата излизат успоредни лъчи, които не съвпадат по посока. Те падат върху обектива. На фокусното разстояние на този обектив има екран - матирано стъкло или

фотографска плака. Обективът фокусира успоредни снопове лъчи върху екрана и вместо едно изображение на процепа се получава цяла поредица от изображения. Всяка честота (тесен спектрален интервал) има свой образ. Всички тези изображения заедно образуват спектър.

Описаното устройство се нарича спектрограф. Ако вместо втора леща и екран се използва телескоп за визуално наблюдение на спектри, тогава устройството се нарича спектроскоп, описано по-горе. Призмите и другите части на спектралните устройства не са непременно направени от стъкло. Вместо стъкло се използват и прозрачни материали като кварц, каменна сол и др.

Видове спектри

Спектралния състав на излъчването на веществата е много разнообразен. Но въпреки това всички спектри, както показва опитът, могат да бъдат разделени на няколко вида:

Непрекъснати спектри.Слънчевият спектър или спектърът на дъговата светлина е непрекъснат. Това означава, че спектърът съдържа вълни с всички дължини на вълната. В спектъра няма прекъсвания, а на екрана на спектрографа се вижда непрекъсната многоцветна ивица.

Разпределението на енергията по честоти, т.е. спектралната плътност на интензитета на излъчване, е различно за различните тела. Например, тяло с много черна повърхност излъчва електромагнитни вълни с всички честоти, но кривата на зависимостта на спектралната плътност на интензитета на излъчване от честотата има максимум при определена честота. Енергията на излъчване при много ниски и много високи честоти е незначителна. С повишаване на температурата максималната спектрална плътност на радиацията се измества към по-къси вълни.

Непрекъснати (или непрекъснати) спектри, както показва опитът, се дават от тела в твърдо или течно състояние, както и силно компресирани газове. За да се получи непрекъснат спектър, тялото трябва да се нагрее до висока температура.

Естеството на непрекъснатия спектър и самият факт на неговото съществуване се определят не само от свойствата на отделните излъчващи атоми, но и до голяма степен зависят от взаимодействието на атомите помежду си.

Непрекъснат спектър се произвежда и от високотемпературна плазма. Електромагнитните вълни се излъчват от плазмата главно при сблъсък на електрони с йони.

Линейни спектри.Нека добавим парче азбест, навлажнено с разтвор на обикновена трапезна сол в бледия пламък на газова горелка.

При наблюдение на пламък през спектроскоп ярко жълта линия ще мига на фона на едва видимия непрекъснат спектър на пламъка. Тази жълта линия се произвежда от натриеви пари, които се образуват, когато молекулите на трапезната сол се разграждат в пламък. Всяка от тях е палисада от цветни линии с различна яркост, разделени от широка тъмнина

ивици. Такива спектри се наричат линейни спектри. Наличието на линеен спектър означава, че веществото излъчва светлина само при определени дължини на вълната (по-точно в определени много тесни спектрални интервали). Всяка линия има крайна ширина.

Линейните спектри дават всички вещества в газообразно атомно (но не молекулярно) състояние. В този случай светлината се излъчва от атоми, които практически не взаимодействат помежду си. Това е най-фундаменталният, основен тип спектри.

Изолираните атоми излъчват строго определени дължини на вълните. Обикновено, за да се наблюдават линейни спектри, се използва сиянието на парите на вещество в пламък или сиянието на газов разряд в тръба, пълна с изследвания газ.

Тъй като плътността на атомния газ се увеличава, отделните спектрални линии се разширяват и накрая, при много висока компресия на газа, когато взаимодействието на атомите стане значително, тези линии се припокриват една с друга, образувайки непрекъснат спектър.

Раирани спектри.Лентовият спектър се състои от отделни ленти, разделени от тъмни интервали. С помощта на много добър спектрален апарат е възможно

открийте, че всяка ивица е колекция от голям брой много близко разположени линии. За разлика от линейните спектри, ивичните спектри се създават не от атоми, а от молекули, които не са свързани или са слабо свързани една с друга.

За наблюдение на молекулни спектри, както и за наблюдение на линейни спектри, обикновено се използва сиянието на пара в пламък или сиянието на газов разряд.

Абсорбционни спектри.Всички вещества, чиито атоми са във възбудено състояние, излъчват светлинни вълни, чиято енергия е разпределена по определен начин по дължини на вълните. Поглъщането на светлина от дадено вещество също зависи от дължината на вълната. Така червеното стъкло пропуска вълни, съответстващи на червената светлина, и поглъща всички останали.

Ако прекарате бяла светлина през студен, неизлъчващ газ, се появяват тъмни линии на фона на непрекъснатия спектър на източника. Газът абсорбира най-интензивно светлината с точно тези дължини на вълната, които излъчва при силно нагряване. Тъмните линии на фона на непрекъснат спектър са абсорбционни линии, които заедно образуват абсорбционен спектър.

Има непрекъснати, линейни и ивични емисионни спектри и същия брой видове спектри на абсорбция.

Линейните спектри играят особено важна роля, тъй като тяхната структура е пряко свързана със структурата на атома. В крайна сметка тези спектри са създадени от атоми, които не изпитват външни влияния. Следователно, като се запознаем с линейните спектри, ние правим първата стъпка към изучаване на структурата на атомите. Наблюдавайки тези спектри, учените получиха

възможността да "погледнете" вътре в атома. Тук оптиката влиза в тясна връзка с атомната физика.

Видове спектрални анализи

Основното свойство на линейните спектри е, че дължините на вълните (или честотите) на линейния спектър на всяко вещество зависят само от свойствата на атомите на това вещество, но са напълно независими от метода на възбуждане на луминесценцията на атомите. Атоми

всеки химичен елемент дава спектър, който не е подобен на спектрите на всички други елементи: те са способни да излъчват строго определен набор от дължини на вълните.

Това е в основата на спектралния анализ - метод за определяне на химичния състав на веществото от неговия спектър. Подобно на човешките пръстови отпечатъци, линейните спектри имат уникална индивидуалност. Уникалността на шарките върху кожата на пръста често помага да се намери престъпникът. По същия начин, поради индивидуалността на спектрите, има

способността да се определи химическия състав на тялото. Използвайки спектрален анализ, можете да откриете този елемент в състава на сложно вещество. Това е много чувствителен метод.

Известен в момента следните видовеспектрални анализи - атомен спектрален анализ (ASA)(определя елементния състав на проба от атомни (йонни) емисионни и абсорбционни спектри), емисия ASA(въз основа на емисионните спектри на атоми, йони и молекули, възбудени от различни източници на електромагнитно излъчване в диапазона от g-лъчение до микровълнова печка), атомна абсорбция SA(извършва се с помощта на спектрите на поглъщане на електромагнитното излъчване от анализираните обекти (атоми, молекули, йони на материята в различни агрегатни състояния)), атомна флуоресценция SA, молекулярен спектрален анализ (MSA) (молекулярен съставвещества чрез молекулни спектри на абсорбция, луминесценция и раманово разсейване на светлината.), качество ISA(достатъчно е да се установи наличието или отсъствието на аналитични линии на определяните елементи. Въз основа на яркостта на линиите по време на визуална проверка може да се даде груба оценка на съдържанието на определени елементи в пробата), количествен ISA(извършва се чрез сравняване на интензитетите на две спектрални линии в спектъра на пробата, едната от които принадлежи на определяния елемент, а другата (линия за сравнение) на основния елемент на пробата, чиято концентрация е известна, или елемент, специално въведен в известна концентрация).

MSA се основава на качествено и количествено сравнение на измерения спектър на изследваната проба със спектрите на отделните вещества. Съответно се прави разлика между качествен и количествен ISA. В ISA използват различни видовемолекулни спектри, ротационни [спектри в микровълновата и дълговълнова инфрачервена (IR) области], вибрационни и вибрационно-ротационни [абсорбционни и емисионни спектри в средната инфрачервена област, Раманови спектри, IR флуоресцентни спектри], електронни, електронно-вибрационни и електронни вибрационно-ротационни [спектри на поглъщане и предаване във видимата и ултравиолетовата (UV) области, спектри на флуоресценция]. MSA позволява анализ на малки количества (в някои случаи фракция mcgи по-малко) вещества в различни агрегатни състояния.

Количественият анализ на състава на веществото въз основа на неговия спектър е труден, тъй като яркостта на спектралните линии зависи не само от масата на веществото, но и от метода на възбуждане на сиянието. Така при ниски температури много спектрални линии изобщо не се появяват. Въпреки това, при стандартни условия за възбуждане на сиянието, може да се извърши и количествен спектрален анализ.

Най-точният от тези тестове е атомна абсорбция SA.Техниката AAA е много по-проста в сравнение с други методи, характеризира се с висока точност при определяне не само на малки, но и на големи концентрации на елементи в пробите. ААА успешно замества трудоемките и отнемащи много време химични методианализи, не отстъпващи им по точност.

Заключение

С помощта на спектрален анализ беше научен химическият състав на Слънцето и звездите. Други методи за анализ тук обикновено са невъзможни. Оказа се, че звездите се състоят от същите химически елементи, които се намират на Земята. Любопитно е, че първоначално хелият е открит в Слънцето и едва след това е открит в земната атмосфера. Името на това

елемент припомня историята на откриването му: думата хелий в превод означава „слънчев“.

Поради сравнителната си простота и гъвкавост, спектралният анализ е основният метод за наблюдение на състава на веществото в металургията, машиностроенето и ядрената индустрия. С помощта на спектрален анализ се определя химичният състав на рудите и минералите.

Съставът на сложни, предимно органични, смеси се анализира чрез техните молекулни спектри.

Спектрален анализ може да се извърши не само от емисионни спектри, но и от спектри на абсорбция. Именно абсорбционните линии в спектъра на Слънцето и звездите позволяват да се изследва химичният състав на тези небесни тела. Ярко светещата повърхност на Слънцето - фотосферата - произвежда непрекъснат спектър. Слънчевата атмосфера избирателно поглъща светлина от фотосферата, което води до появата на абсорбционни линии на фона на непрекъснатия спектър на фотосферата.

Но самата атмосфера на Слънцето излъчва светлина. По време на слънчеви затъмнения, когато слънчевият диск е покрит от Луната, линиите на спектъра се обръщат. На мястото на абсорбционните линии в слънчевия спектър мигат емисионни линии.

В астрофизиката спектралният анализ означава не само определянето на химичния състав на звездите, газовите облаци и т.н., но и определянето на много

други физически характеристики на тези обекти: температура, налягане, скорост на движение, магнитна индукция.

Методите Express ASA намират широко приложение в промишлеността, селското стопанство, геологията и много други области на националната икономика и наука. ASA играе важна роля в ядрените технологии, производството на чисти полупроводникови материали, свръхпроводници и др. Повече от 3/4 от всички анализи в металургията се извършват с помощта на ASA методи. С помощта на квантови метри се извършва оперативна процедура (в рамките на 2-3 мин) контрол по време на топене в мартеново и конверторно производство. В геологията и геоложко проучванеЗа оценка на депозитите се извършват около 8 милиона анализа годишно. ASA се използва за опазване на околната среда и анализ на почвата, в криминалистиката и медицината, геологията на морското дъно и изследването на състава на горната атмосфера, с

разделяне на изотопи и определяне на възрастта и състава на геоложки и археологически обекти и др.

Така че спектралният анализ се използва в почти всички най-важни области на човешката дейност. По този начин спектралният анализ е един от най-важните аспекти на развитието не само на научния прогрес, но и на самия стандарт на човешкия живот.

Литература

Zaidel A.N., Основи на спектралния анализ, М., 1965 г.,

Методи на спектралния анализ, М, 1962;

Чулановски В.М., Въведение в молекулярния спектрален анализ, М. - Л., 1951;

Русанов А.К., Основи на количествения спектрален анализ на руди и минерали. М., 1971