Дисперсионные спектры излучения

И поглощения.

Различают три основных типа спектров излучения: сплошные, линейчатые и полосатые.

В сплошном спектре представлены все цвета (длины волн), причём переход от одного цвета к другому совершается постепенно (непрерывно). Сплошные спектры излучаются совокупностями многих взаимодействующих между собой атомов и молекул. Основную роль в излучении играет хаотическое движение этих частиц (колебательное и вращательное), обусловленное высокой температурой. Сплошной спектр дают раскалённые твёрдые и жидкие вещества и сжатые газы.

Линейчатый спектр состоит из ряда резко очерченных цветных линий, отделённых друг от друга широкими тёмными промежутками. Каждой линии соответствует определённая длина волны света (или очень узкий интервал длин волн). Линейчатые спектры излучаются отдельными (не взаимодействующими друг с другом) возбужденными атомами. Излучение обусловлено переходами электронов на более близкие к ядру орбиты. Линейчатые спектры характерны для разреженных газов, атомы и молекулы которых возбуждены , например, нагреванием или электрическим разрядом. Линейчатые спектры дают одноатомные газы (инертные газы, пары металлов).

Полосатый спектр состоит из отдельных цветных полос, разделенных тёмными промежутками. Полосатые спектры излучаются отдельными возбуждёнными молекулами. Излучение вызвано как электронными переходами в атомах, так и колебательными движениями самих атомов в молекуле. Полосатые дают газы, состоящие из многоатомных молекул (кислород, углекислый газ, водяной пар и т. д.).

Спектр поглощения данного вещества можно получить, если свет источника, дающего сплошной спектр (например, дуга или лампа накаливания), пропустить через слой этого поглощающего вещества. Тогда на фоне сплошного спектра можно видеть темные полосы или узкие линии поглощения. Твердые тела и жидкости дают спектры с широкими полосами поглощения. Спектр поглощения многоатомных газов представляет ряд узких и широких черных полос на фоне сплошного спектра, а одноатомные газы (пары металлов) характеризуются резкими линиями поглощения, которые соответствуют тем длинам волн, которые сам этот газ излучает в состоянии свечения. Например, спектр излучения одноатомного пара натрия состоит из двух желтых линий 589,6 нм и 589,0 нм. Если же получить спектр поглощения, то на фоне сплошного спектра можно наблюдать две узкие черные линии точно соответствующие указанным длинам волн.

Каждый химический элемент имеет свой, характерный только для него спектр излучения. Поэтому, если в исследуемом спектре обнаруживаются линии какого-нибудь элемента – это значит, что атомы этого элемента содержатся в газообразном источнике света, дающем этот спектр – так производится спектральный анализ вещества. На измерениях поглощения в различных областях спектра основан абсорбционный спектральный анализ. Идентификация веществ в этом методе основана на том, что спектр поглощения отображает индивидуальные и характерные свойства атомов и молекул данного вещества. Поэтому по спектру можно надежно установить как молекулярный состав, так и количественное содержание отдельных компонентов в смесях.

Светофильтры

Светофильтры часто используются для выделения желаемой области спектра. Широко применяются для получения приблизительно монохроматического излучения при фотохимических и фотобиологических исследованиях и для уменьшения влияния рассеянного света или поглощения нежелаемой длины волны в диспергирующих системах. Наиболее распространены фильтры с избирательным поглощением.

Избирательно- поглощающие светофильтры бывают твердые, жидкостные и газовые. Наиболее удобными из них являются твердые. В качестве светофильтров для видимой области спектра могут быть использованы многие сорта окрашенных стекол, обладающих избирательным поглощением. Несколько в меньшей степени такие стекла пригодны для выделения определенных спектральных участков в ультрафиолетовой и ближней инфракрасной областях спектра. Твердые фильтры могут быть изготовлены также растворением поглощающих веществ в желатине или адсорбцией на целлофане. Желатин или целлофан часто помещают между защитными стеклянными пластинками.

Библиографический список

1. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.3 М.: Наука, 1982г.г.

2. Грабовский Р.И. Курс физики. М.: Высшая школа, 2002г.

3. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. М.: Высшая школа, 1989г.

4. Грибов Л. А., Прокофьева Н. И. Основы физики: Учеб. для с. – х. и биол. спец. вузов. – М.: Высшая школа, 1992. – 430 с.

5. Корсунский М. И. Оптика. Строение атома. Атомное ядро. – М.: Наука, 1967. – 527 с.

6. Трофимова Т. И. Курс физики: Уч. пособие для вузов. – М.: Высшая школа, 1990. – 478 с.

7. Шубин А. С. Курс общей физики. Уч. пособие для инж. – эконом. спец. вузов. – М.: Высшая школа, 1969. – 574 с.