Sorular.

1. Sürekli spektrum neye benzer?

Sürekli bir spektrum, gökkuşağının tüm renklerinden oluşan ve birbirine yumuşak bir şekilde geçiş yapan bir şerittir.

2. Hangi cisimlerin ışığı sürekli bir spektrum üretir? Örnekler verin.

Birkaç bin santigrat derece sıcaklığa sahip katı ve sıvı cisimlerin (bir elektrik lambasının teli, erimiş metal, bir mum alevi) ışığından sürekli bir spektrum elde edilir. Ayrıca yüksek basınçtaki parlak gazlar ve buharlar tarafından da üretilir.

3. Çizgi spektrumları neye benziyor?

Çizgi spektrumları belirli renklerin ayrı ayrı çizgilerinden oluşur.

4. Sodyumun çizgi emisyon spektrumu nasıl elde edilebilir?

Bunu yapmak için, brülör alevine bir parça sofra tuzu (NaCl) ekleyebilir ve spektrumu bir spektroskop aracılığıyla gözlemleyebilirsiniz.

5. Hangi ışık kaynakları çizgi spektrumu üretir?

Çizgi spektrumları düşük yoğunluklu parlak gazların karakteristiğidir.

6. Hat absorpsiyon spektrumlarını elde etme mekanizması nedir (yani bunları elde etmek için ne yapılması gerekir)?

Çizgi absorpsiyon spektrumları, daha parlak ve daha sıcak bir kaynaktan gelen ışığın düşük yoğunluklu gazlardan geçirilmesiyle elde edilir.

7. Sodyumun çizgi absorpsiyon spektrumu nasıl elde edilir ve neye benzer?

Bunu yapmak için akkor lambadan gelen ışığı sodyum buharlı bir kaptan geçirmeniz gerekir. Sonuç olarak, akkor lambadan gelen ışığın sürekli spektrumunda, sodyum emisyon spektrumunda sarı çizgilerin bulunduğu yerde dar siyah çizgiler görünecektir.

8. Kirchhoff yasasının çizgi emisyon ve absorpsiyon spektrumlarına ilişkin özü nedir?

Kirchoff yasası, belirli bir elementin atomlarının aynı frekanslarda ışık dalgalarını emdiğini ve yaydığını belirtir.

Giriş……………………………………………………………………………….2

Radyasyon mekanizması………………………………………………………………………………..3

Spektrumda enerji dağılımı……………………………………………………….4

Spektrum türleri……………………………………………………………………………………….6

Spektral analiz türleri………………………………………………………7

Sonuç………………………………………………………………………………..9

Edebiyat……………………………………………………………………………….11

giriiş

Spektrum, ışığın bileşen parçalarına, farklı renkteki ışınlara ayrışmasıdır.

Çeşitli maddelerin kimyasal bileşimini çizgi emisyon veya absorpsiyon spektrumlarından inceleme yöntemine denir. spektral analiz. Spektral analiz için ihmal edilebilir miktarda madde gereklidir. Hızı ve hassasiyeti bu yöntemi hem laboratuvarlarda hem de astrofizikte vazgeçilmez kılmıştır. Periyodik tablonun her kimyasal elementi yalnızca kendisine ait bir çizgi emisyon ve absorpsiyon spektrumu özelliği yaydığından, bu, maddenin kimyasal bileşiminin incelenmesini mümkün kılar. Fizikçiler Kirchhoff ve Bunsen bunu ilk kez 1859'da yapmayı denediler. spektroskop. Işık, teleskobun bir kenarından kesilen dar bir yarıktan geçirildi (yarıklı bu boruya kolimatör denir). Kolimatörden ışınlar, içi siyah kağıtla kaplı bir kutuyla kaplı bir prizmanın üzerine düştü. Prizma yarıktan gelen ışınları saptırdı. Sonuç bir spektrumdu. Daha sonra pencereyi bir perdeyle kapattılar ve kolimatör yarığına yanan bir ocak yerleştirdiler. Mum alevine çeşitli maddelerin parçaları dönüşümlü olarak verildi ve ikinci bir teleskopla ortaya çıkan spektruma baktılar. Her bir elementin akkor buharlarının kesin olarak tanımlanmış renkte ışınlar ürettiği ve prizmanın bu ışınları kesin olarak tanımlanmış bir yere saptırdığı ve dolayısıyla hiçbir rengin diğerini maskeleyemediği ortaya çıktı. Bu, bir maddenin spektrumunu kullanarak, tamamen yeni bir kimyasal analiz yönteminin bulunduğu sonucuna varılmasına yol açtı. 1861'de bu keşfe dayanarak Kirchhoff, Güneş'in kromosferinde bir dizi elementin varlığını kanıtlayarak astrofiziğin temelini attı.

Radyasyon mekanizması

Işık kaynağı enerji tüketmelidir. Işık, dalga boyu 4*10 -7 - 8*10 -7 m olan elektromanyetik dalgalardır. Elektromanyetik dalgalar, yüklü parçacıkların hızlandırılmış hareketi ile yayılır. Bu yüklü parçacıklar atomların bir parçasıdır. Ancak atomun nasıl yapılandırıldığını bilmeden radyasyon mekanizması hakkında güvenilir hiçbir şey söylenemez. Nasıl ki piyano telinde ses yoksa, atomun içinde de ışık olmadığı açıktır. Tıpkı çekiçle vurulduktan sonra ses çıkarmaya başlayan bir tel gibi, atomlar da ancak uyarıldıktan sonra ışık doğururlar.

Bir atomun ışınmaya başlaması için enerjinin ona aktarılması gerekir. Bir atom yayılırken aldığı enerjiyi kaybeder ve bir maddenin sürekli parıldaması için dışarıdan atomlarına bir enerji akışı gerekir.

Termal radyasyon. En basit ve en yaygın radyasyon türü, atomların ışık yaymak için kaybettiği enerjinin, yayan cismin atomlarının veya (moleküllerinin) termal hareket enerjisi ile telafi edildiği termal radyasyondur. Vücut sıcaklığı ne kadar yüksek olursa atomlar o kadar hızlı hareket eder. Hızlı atomlar (moleküller) birbirleriyle çarpıştığında kinetik enerjilerinin bir kısmı atomların uyarılma enerjisine dönüştürülür ve bu daha sonra ışık yayar.

Radyasyonun termal kaynağı Güneş'in yanı sıra sıradan bir akkor lambadır. Lamba çok kullanışlı ancak düşük maliyetli bir kaynaktır.

Bir lambadaki elektrik akımının açığa çıkardığı toplam enerjinin yalnızca yaklaşık %12'si ışık enerjisine dönüştürülür. Işığın termal kaynağı alevdir. Yakıtın yanması sırasında açığa çıkan enerji nedeniyle kurum taneleri ısınır ve ışık yayar. Elektrolüminesans.

Atomların ışık yaymak için ihtiyaç duyduğu enerji, termal olmayan kaynaklardan da gelebilir. Gazlardaki boşalma sırasında elektrik alanı elektronlara daha fazla kinetik enerji verir. Hızlı elektronlar atomlarla çarpışma yaşarlar. Elektronların kinetik enerjisinin bir kısmı atomları uyarmaya gider. Uyarılmış atomlar enerjiyi ışık dalgaları şeklinde serbest bırakır. Bu nedenle gazdaki deşarja bir parıltı eşlik eder. Bu elektrolüminesanstır. Katodolüminesans.

Katıların elektron bombardımanından kaynaklanan ışıltısına katodolüminesans denir. Katodolüminesans sayesinde televizyonların katot ışın tüplerinin ekranları parlıyor. Kemilüminesans.

Enerji açığa çıkaran bazı kimyasal reaksiyonlarda bu enerjinin bir kısmı doğrudan ışık emisyonuna harcanır. Işık kaynağı soğuk kalır (ortam sıcaklığındadır). Bu olaya kemilüminesans denir. Fotolüminesans.

Bir maddeye gelen ışık kısmen yansıtılır, kısmen de emilir. Çoğu durumda emilen ışığın enerjisi yalnızca vücutların ısınmasına neden olur. Ancak bazı cisimler, üzerlerine gelen radyasyon olayının etkisi altında doğrudan parlamaya başlar. Bu fotolüminesanstır. Işık, maddenin atomlarını harekete geçirir (iç enerjilerini arttırır), ardından kendiliğinden aydınlanırlar. Örneğin birçok Noel ağacı süsünü kaplayan parlak boyalar ışınlandıktan sonra ışık yayar.

Mor ışık filtresinden geçirilen bu sıvı, yeşil-sarı ışıkla, yani mor ışıktan daha uzun dalga boyuna sahip bir ışıkla parlamaya başlar.

Fotolüminesans olgusu floresan lambalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Sovyet fizikçi S.I. Vavilov, deşarj tüpünün iç yüzeyinin, gaz deşarjından kaynaklanan kısa dalga radyasyonunun etkisi altında parlak bir şekilde parlayabilen maddelerle kaplanmasını önerdi. Floresan lambalar, geleneksel akkor lambalara göre yaklaşık üç ila dört kat daha ekonomiktir.

Başlıca radyasyon türleri ve bunları oluşturan kaynaklar listelenmiştir. En yaygın radyasyon kaynakları termaldir.

İhtiyacın olacak

• - spektroskop;
• - gaz brülörü;
• - küçük bir seramik veya porselen kaşık;
• - saf sofra tuzu;
• - karbondioksitle doldurulmuş şeffaf bir test tüpü;
• - güçlü akkor lamba;
• - güçlü “ekonomik” gaz lambası.

Talimatlar

Kırınım spektroskopu için bir CD, küçük bir karton kutu veya bir karton termometre kutusu alın. Kutunun boyutuna göre bir disk parçası kesin. Kutunun üst düzleminde, kısa duvarının yanına, mercekleri yüzeye yaklaşık 135° açıyla yerleştirin. Göz merceği termometre kutusunun bir parçasıdır. Boşluğun yerini deneysel olarak seçin, dönüşümlü olarak başka bir kısa duvardaki delikleri delin ve kapatın.

Spektroskop yarığının karşısına güçlü bir akkor lamba yerleştirin. Spektroskopun göz merceğinde sürekli bir spektrum göreceksiniz. Böyle bir spektral spektrum ısıtılan herhangi bir nesne için mevcuttur. Emisyon veya absorpsiyon hatları yoktur. Bu spektrum olarak bilinir.

Küçük bir seramik veya porselen kaşığa tuz koyun. Spektroskop yarığını, ışık yakıcı alevinin üzerinde bulunan karanlık, ışık saçmayan bir alana doğrultun. Bir kaşık dolusu tanıtın. Alevin yoğun şekilde sarıya döndüğü anda, spektroskopta incelenen tuzun (sodyum klorür) emisyon spektrumunu gözlemlemek mümkün olacaktır; burada sarı bölgedeki emisyon çizgisi özellikle açıkça görülebilecektir. Aynı deney potasyum klorür, bakır tuzları, tungsten tuzları vb. ile de yapılabilir. Emisyon spektrumları böyle görünüyor: karanlık bir arka planın belirli alanlarındaki açık çizgiler.

Spektroskopun çalışma yarığını parlak akkor lambaya doğrultun. Spektroskopun çalışma yarığını kaplayacak şekilde karbondioksitle dolu şeffaf bir test tüpü yerleştirin. Mercek sayesinde koyu dikey çizgilerle kesişen sürekli bir spektrum gözlemlenebilir. Bu, karbon dioksit durumunda absorpsiyon spektrumu olarak adlandırılır.

Spektroskopun çalışma yarığını açık olan “ekonomik” lambaya doğrultun. Alışılmış sürekli spektrum yerine, farklı kısımlarda yer alan ve çoğunlukla farklı renklere sahip bir dizi dikey çizgi göreceksiniz. Bundan, böyle bir lambanın emisyon spektrumunun, gözle algılanamayan ancak fotoğraf sürecini etkileyen geleneksel bir akkor lambanın spektrumundan çok farklı olduğu sonucuna varabiliriz.

Konuyla ilgili video

lütfen aklınızda bulundurun

2 tip spektroskop vardır. İlki şeffaf bir dağıtıcı üçgen prizma kullanıyor. İncelenen nesneden gelen ışık dar bir yarıktan ona beslenir ve diğer taraftan bir göz merceği tüpü kullanılarak gözlemlenir. Işık girişimini önlemek için tüm yapı ışık geçirmez bir kasa ile kaplanmıştır. Ayrıca ışıktan izole edilmiş elementler ve tüplerden de oluşabilir. Böyle bir spektroskopta lenslerin kullanılması gerekli değildir. İkinci tip spektroskop kırınımdır. Ana unsuru bir kırınım ızgarasıdır. Ayrıca nesneden gelen ışığın yarıktan gönderilmesi de tavsiye edilir. CD ve DVD disklerinden alınan parçalar artık ev yapımı tasarımlarda kırınım ızgaraları olarak sıklıkla kullanılıyor. Önerilen deneyler için her türlü spektroskop uygun olacaktır;

Sofra tuzu iyot içermemelidir;

Bir asistanla deney yapmak daha iyidir;

Tüm deneyleri karanlık bir odada ve daima siyah bir arka planda yapmak daha iyidir.

Faydalı tavsiyeler

Bir test tüpünde karbondioksit elde etmek için oraya bir parça sıradan okul tebeşiri koyun. Hidroklorik asitle doldurun. Ortaya çıkan gazı temiz bir test tüpünde toplayın. Karbondioksit havadan daha ağır olduğundan boş bir test tüpünün dibinde toplanacak ve içindeki havanın yerini alacaktır. Bunu yapmak için, tüpü gaz kaynağından, yani reaksiyonun gerçekleştiği test tüpünden boş bir test tüpüne indirin.

"Spektrum" fiziksel terimi, "görüş" ve hatta "hayalet" anlamına gelen Latince spektrum kelimesinden gelir. Ancak bu kadar kasvetli bir kelimeyle adlandırılan bir nesne, gökkuşağı gibi güzel bir doğa olayıyla doğrudan ilişkilidir.

Geniş anlamda spektrum, belirli bir fiziksel miktarın değerlerinin dağılımıdır. Özel bir durum, elektromanyetik radyasyonun frekans değerlerinin dağılımıdır. İnsan gözünün algıladığı ışık da bir tür elektromanyetik radyasyondur ve spektrumu vardır.

Spektrum keşfi

Işık spektrumunu keşfetme onuru I. Newton'a aittir. Bilim adamı bu araştırmaya başlarken pratik bir hedefin peşindeydi: teleskop merceklerinin kalitesini artırmak. Sorun, görüntünün görülebilen kenarlarının gökkuşağının tüm renklerine boyanmış olmasıydı.

I. Newton bir deney yaptı: Bir ışık ışını karanlık bir odaya küçük bir delikten girdi ve bir ekranın üzerine düştü. Ancak yoluna üçgen bir cam prizma yerleştirildi. Ekranda beyaz bir ışık noktası yerine gökkuşağı şeridi belirdi. Beyaz güneş ışığının karmaşık, bileşik olduğu ortaya çıktı.

Bilim adamı deneyi karmaşıklaştırdı. Ekranda yalnızca bir renkli ışının (örneğin kırmızı) geçebilmesi için küçük delikler açmaya başladı ve ekranın arkasında ikinci ve başka bir ekran vardı. Birinci prizmanın ışığı ayrıştırdığı renkli ışınların, ikinci prizmadan geçerken bileşenlerine ayrılmadığı, yalnızca saptırıldığı ortaya çıktı. Sonuç olarak bu ışık ışınları basitti ve farklı şekillerde kırılıyordu, bu da ışığın parçalara bölünmesine olanak sağlıyordu.

Böylece farklı renklerin, I. Newton'dan önce inanıldığı gibi "ışığı karanlıkla karıştırmanın" farklı derecelerinden gelmediği, ışığın kendisinin bileşenleri olduğu ortaya çıktı. Bu bileşime ışık spektrumu adı verildi.

I. Newton'un keşfi kendi dönemi için önemliydi; ışığın doğasının incelenmesine büyük katkı sağladı. Ancak bilimde ışık spektrumunun incelenmesiyle ilgili gerçek devrim 19. yüzyılın ortalarında meydana geldi.

Alman bilim adamları R.V. Bunsen ve G.R. Kirchhoff, çeşitli tuzların buharlaşmasının karıştığı, ateşin yaydığı ışık spektrumunu inceledi. Spektrum safsızlıklara bağlı olarak değişiyordu. Bu, araştırmacıları Güneş'in ve diğer yıldızların kimyasal bileşiminin ışık spektrumundan değerlendirilebileceğine inanmaya yöneltti. Spektral analiz yöntemi böyle doğdu.

IŞIĞIN YAYILIMI

Üç kartpostal alın ve her kartın ortasında bir kuruş büyüklüğünde bir delik açmak için makas kullanın. Her kart için hamuru topaklarından bir stand yapın ve delikleri tek bir düz çizgide olacak şekilde masanın üzerine bir sıra halinde yapıştırın.

Sizden en uzaktaki kartın deliğine bir el feneri tutun ve en yakın kartın deliğinden bakın.

Ne görüyorsun? Işığın el fenerinden gözünüze kadar izlediği yol ne olacak?

Ortadaki kartı, ışığın yolunu kapatacak şekilde birkaç santimetre yana doğru hareket ettirin. Şimdi ne görüyorsun? Işığa ne oldu? Geri çekilen kartta herhangi bir ışık izi görebiliyor musunuz?

Işık düz bir çizgide ilerler. Üç delik de aynı çizgi üzerinde olduğunda el fenerinden gelen ışık bu çizgi boyunca yayılarak gözünüze çarpar;

Ortadaki kart kaydırıldığında ışığın yolunda bir engel belirir ve ışık düz bir çizgide ilerlediği için onun etrafından dolaşamaz. Kart, yolun geri kalan kısmının gözünüze gitmesini engeller.

SPEKTRUMUN ELDE EDİLMESİ

Aslında beyaz rengin göründüğünden çok daha fazlası var. Gökkuşağının tüm renklerinin bir karışımıdır; kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, çivit mavisi ve mor. Bu renkler görünür spektrum denilen şeyi oluşturur. Beyaz ışığı bileşenlerine ayırmanın birkaç yolu vardır. İşte onlardan biri.

Bir kaseyi suyla doldurun ve iyi aydınlatılmış bir yüzeye yerleştirin. İçine bir ayna yerleştirin ve küvetin yanlarından birine dayanacak şekilde eğin.

Aynanın yakındaki bir yüzeye yaptığı yansımaya bakın. Ne görüyorsun? Görüntüyü daha net hale getirmek için yansımanın olduğu yere bir sayfa beyaz kağıt yerleştirin.

Işık dalgalar halinde hareket eder. Deniz dalgaları gibi onların da maksimum adı verilen tepeleri ve minimum adı verilen çukurları vardır. Bir maksimumdan diğerine olan mesafeye dalga boyu denir.

Beyaz ışık demeti farklı dalga boylarına sahip ışık ışınlarını içerir. Her dalga boyu belirli bir renge karşılık gelir. V kırmızı en uzun dalga boylarına sahiptir. Sonra turuncu geliyor, ardından sarı, yeşil, mavi ve mavi. Menekşe en kısa dalga boylarına sahiptir.

Beyaz ışık bir aynaya su yoluyla yansıdığında bileşen renklerine ayrılır. Ayrılırlar ve spektrum adı verilen paralel renk şeritlerinden oluşan bir desen oluştururlar.

Ve CD'nin yüzeyine bakın. Gökkuşağı buradan nereden geldi?

TAVAN SPEKTRUMU

Bardağın üçte birini suyla doldurun. Kitapları düz bir yüzeye bir yığın halinde yerleştirin. Yığın el fenerinin uzunluğundan biraz daha yüksek olmalıdır.

Bardağı bir kitap yığınının üzerine yerleştirin, böylece bir kısmı kitabın kenarından biraz dışarı taşacak ve havada asılı kalacak, ancak cam düşmeyecek.

El fenerini camın asılı kısmının altına neredeyse dikey olarak yerleştirin ve kaymaması için bir parça hamuru ile bu pozisyonda sabitleyin. El fenerini açın ve odadaki ışıkları kapatın.

Tavana bak. Ne görüyorsun?
Deneyi tekrarlayın, ancak şimdi bardağın üçte ikisini doldurun. Gökkuşağı nasıl değişti?

Bir el fenerinin ışığı suyla dolu bir bardağa hafif bir açıyla düşüyor. Sonuç olarak beyaz ışık, kendisini oluşturan bileşenlere ayrışır. Birbirine bitişik renkler, birbirinden ayrılan yörüngelerde yollarına devam eder ve sonunda tavana vararak harika bir spektrum verir.