види спектрів

§ 82 ВИДИ СПЕКТРІВ

Спектральний склад випромінювання речовин дуже різноманітний. Але, незважаючи на це, все спектри, як показує досвід, можна розділити на три типи.

Безперервні спектри. Сонячний спектр або спектр дугового ліхтаря є безперервним. Це означає, що в спектрі представ.тени хвилі всіх довжин хвиль. У спектрі немає розривів, і на екрані спектрографа можна бачити суцільну різнобарвну смугу (див. Рис. V, 1 на кольоровій вклейці).

Розподіл енергії по частотах, т. Е. Спектральна щільність інтенсивності випромінювання, для різних тіл різна. Наприклад, тіло з дуже чорної поверхнею випромінює електромагнітні хвилі всіх частот, але крива залежності спектральної щільності інтенсивності випромінювання від частоти має максимум при певній частоті Vmax (рис. 10.3). Енергія випромінювання. яка припадає на дуже малі (V -> 0) і дуже великі (v -> v) частоти, мізерно мала. При підвищенні температури тіла максимум спектральної щільності випромінювання зміщується в бік коротких хвиль.

Безперервні (або суцільні) спектри. як показує досвід, дають тіла, що знаходяться в твердому або рідкому стані, а також сильно стиснуті гази. Для отримання безперервного спектра потрібно нагріти те.ло до високої температури.

Характер безперервного спектру і сам факт його існування не тільки визначаються властивостями окремих випромінюючих атомів, а й великою мірою залежать від взаємодії атомів один з одним.

Безперервний спектр дає також високотемпературна плазма. Електромагнітні хвилі випромінюються плазмою в основному при зіткненнях електронів з іонами.

Лінійчаті спектри. Внесемо в бліде полум'я газового пальника шматочок азбесту, змочений розчином звичайної кухонної солі. При спостереженні полум'я в спектроскоп побачимо, як на тлі ледь помітного безперервного спектра полум'я спалахне яскрава жовта лінія (див.рис. V, 2 на кольоровій вклейці).

Цю жовту лінію дають пари натрію, які утворюються при розщепленні молекул кухонної солі в полум'я. На кольоровій вклейці наведені також спектри водню і гелію. Кожен з спектрів - це частокіл кольорових ліній різної яскравості, розділених широкими темними смугами. Такі спектри називаються лінійчатими. Наявність лінійного спектра означає, що речовина випромінює світло тільки цілком певних довжин хвиль (точніше, в певних дуже вузьких спектральних інтервалах). На малюнку 10.4 показано приблизний розподіл спектральної щільності інтенсивності випромінювання в лінійчатому спектрі. Кожна лінія має кінцеву ширину.

Лінійчаті спектри дають всі речовини в газоподібному атомарному (але не молекулярному) стані. У цьому випадку світло випромінюють атоми. які практично не взаємодіють один з одним. Це самий фундаментальний, основний тип спектрів.

Ізольовані атоми випромінюють світло строго визначених довжин хвиль.

Зазвичай для спостереження лінeйчaтиx спектрів використовують світіння парів речовини в полум'я або світіння газового розряду в трубці, наповненою досліджуваним газом.

При збільшенні щільності атомарного газу окремі спектральні лінії розширюються, і, нарешті, при дуже великому стисненні газу, когдаa взаємодія атомів стає істотним, ці лінії перекривають один одного, створюючи безперервний спектр.

Смугасті спектри. Смугастий спектр складається з окремих смуг, розділених темними проміжками. За допомогою дуже хорошого спектрального апарата можна виявити, що кожна смуга представляетет собою сукупність великого числа дуже тісно розташованих ліній. На відміну від лінійчатих спеутров смугасті спектри утворюються не атомами, а молекулами, не пов'язаними або слабо пов'язаними один з одним.

Для спостереження молекулярних спектрів так само, як і для спостереження лінійчатих спектрів, використовують світіння парів речовини в полум'я або світіння газового розряду.

Спектри поглинання. Всі речовини, атоми яких знаходяться в збудженому стані, випромінюють світлові хвилі. Енергія цих хвиль певним чином розподілена по довжинах хвиль. Поглинання світла речовиною також залежить від довжини хвилі. Так, червоне скло пропускає хвилі, відповідні червоному світлі (8 • 10 -5 см), і поглинає всі інші.

Якщо пропускати біле світло крізь холодний, що не випромінює газ, то на тлі безперервного спектра джерела з'являються темні лінії (див. Рис. V, 5-8 на кольоровій вклейці). Газ поглинає найінтенсивніше світло саме тих довжин хвиль, які він сам випускає в сильно нагрітому стані. Темні лінії на тлі безперервного спектра - це лінії поглинання, що утворюють в сукупності спектр поглинання.

Існують безперервні, лінійчатих і смугасті спектри випромінювання і стільки ж видів спектрів поглинання.

1. Чи є спектр лампи розжарювання безперервним!
2. У чому полягає головна відмінність лінійчатих спектрів від безперервних і смугастих!

Якщо у вас є виправлення або пропозиції до даного уроку, напишіть нам.

Якщо ви хочете побачити інші коригування та побажання до уроків, дивіться тут - Освітній форум.