Chafu na ngozi ya mwanga na atomi. Asili ya mstari spectra

Makala hii hutoa dhana ya msingi ni lazima kuelewa jinsi chafu na ngozi ya mwanga na atomi. Kuna pia alielezea matumizi ya matukio haya.

Smartphone na fizikia

Mtu ambaye alizaliwa baada 1990, maisha yake bila aina ya vifaa vya umeme hawawezi kutoa. smartphone si tu nafasi ya simu, lakini pia hufanya hivyo inawezekana kufuatilia viwango vya kubadilishana, kufanya shughuli, kuwaita teksi na hata yanahusiana na wanaanga kwenye bodi ISS, kwa njia ya maombi yao. Kwa mtiririko huo, na ni alijua na wasaidizi wote digital kama jambo la kweli. chafu na ngozi ya mwanga na chembe kwamba kufanya na inawezekana enzi ya kupunguza kila aina ya vifaa, hivyo wasomaji wanaonekana mada boring katika masomo fizikia. Lakini hii ni tawi la fizikia mengi ya kuvutia na kusisimua.

Nadharia ya asili kwa ajili ya ufunguzi wa spectra

Kuna akisema: ". Udadisi kabla ya kuanguka" Lakini msemo huu badala na ukweli kwamba uhusiano mbaya ni bora si kuingilia kati. Hata hivyo, kuonyesha udadisi kuelekea dunia, kitu kibaya halitafanyika. Mwishoni mwa karne ya kumi na tisa, watu alianza kuelewa asili ya magnetism (ambayo ni vizuri kumbukumbu katika mfumo wa equations Maxwell). swali linalofuata, ambayo kuruhusu wanasayansi, akawa muundo wa suala hilo. Ni muhimu mara moja kufafanua maana ya sayansi ni si thamani sana chafu na ngozi ya mwanga na atomi. Line wigo - ni matokeo ya jambo hili na msingi wa utafiti wa muundo wa suala hilo.

muundo wa chembe

Wanasayansi katika Ugiriki ya kale zinaonyesha kwamba marumaru imeundwa vipande kadhaa ya hazigawanyiki "atomi". Na kabla ya mwisho wa karne ya kumi na tisa, watu walidhani ilikuwa chembe ndogo ya jambo hilo. Lakini uzoefu wa Rutherford juu ya kusambaa chembe nzito juu ya foil dhahabu umeonyesha kuwa chembe pia ina muundo wa ndani. Heavy kiini ni katika kituo na chaji chanya, nyepesi elektroni hasi zinahusu yake.

Paradoksia ya atomi ndani ya nadharia Maxwell

Matokeo haya kutokana na kupanda kwa paradoksia kadhaa: kwa mujibu wa milinganyo Maxwell wa, kuhamia yoyote kushtakiwa chembe hutoa umeme shamba, kwa hiyo, kupoteza nishati. Basi, kwa elektroni si kuanguka katika kiini, na kuendelea mzunguko? Ilikuwa pia wazi kwa nini kila chembe kufyonza au hutoa fotoni ya wavelength fulani tu. nadharia Bohr umemwezesha kutibu kasoro kwa kuingia mizunguko. Kwa mujibu wa mafundisho ya nadharia hii, elektroni zinazozunguka kiini inaweza kuwa tu kwa orbitals haya. mpito kati ya nchi mbili jirani huambatana ama kwa uchafuzi wa mazingira au ngozi ya photon na nishati fulani. chafu na ngozi ya mwanga na chembe just kwa sababu ya hii.

wavelength, marudio, nishati

Kwa picha kamili zaidi unahitaji kuzungumza kidogo kuhusu fotoni. Hizi ni msingi chembe ambazo hazina wingi mapumziko. Zipo tu mradi kusonga kwa njia ya mazingira. Lakini uzito bado: kushangaza uso, wao kusambaza ni msukumo kwamba ingekuwa vigumu bila ya molekuli. Tu nyingi ni waongofu katika nishati, na kufanya kiini cha ambayo hit na wao kufyonzwa, kidogo joto. nadharia Bohr haina kueleza ukweli huu. tabia za photon na sifa za tabia yake ni ilivyoelezwa na quantum fizikia. Kwa hiyo, photon - wote wimbi na chembe na molekuli. Photon, na kama wimbi ina sifa zifuatazo: urefu (λ), mzunguko (ν), nishati (E). tena wavelength chini marudio, na chini ya nishati.

wigo wa chembe

wigo atomia ni sumu katika hatua kadhaa.

1. Electronic swichi katika chembe na orbital 2 (ya nishati ya juu) na orbital 1 (na nishati ya chini chini).
2. Kiasi fulani cha nishati ni huru, ambayo ni sumu kama quantum ya mwanga (hν).
3. photon Hii ni lilio katika nafasi jirani.

Hivyo kupatikana na mstari wigo chembe. Kwa nini ni kuitwa kwa njia hiyo, anaelezea fomu yake wakati vifaa maalum "catch" fotoni zinazotoka wa mwanga kwenye rekodi ya kifaa fasta idadi ya mistari. Kwa fotoni ya wavelengths tofauti, ambayo hutumiwa na diffraction mawimbi uzushi na masafa tofauti tofauti na tofauti refractive index, hivyo, moja zaidi deflected kuliko nyingine.

Ya vitu vyenye na spectra

line wigo wa dutu ni ya kipekee kwa kila aina ya atomi. Hiyo ni, katika chafu ya hidrojeni kutoa seti moja ya mistari, na dhahabu - mmoja. Jambo hili ni msingi wa matumizi ya spectroscopy. Baada ya kupata wigo kitu chochote, mtu anaweza kuelewa nini ni katika Dutu, katika atomi yake mpangilio jamaa na kila mmoja. Njia hii utapata kufafanua na mali mbalimbali ya vifaa vya, ambayo mara nyingi inatumia kemia na fizikia. Ngozi na chafu ya mwanga na atomi - moja ya zana ya kawaida kwa utafiti wa dunia jirani.

spectra vikwazo chafu

Juu ya hatua hii anasema zaidi kuhusu jinsi atomi emit. Lakini kwa kawaida, elektroni wote ni katika orbitals katika hali yake ya msawazo, hawana sababu ya kuingia katika nchi nyingine. Dutu hii kitu kukataliwa, ni lazima kwanza kunyonya nishati. Ukosefu huu wa njia yanayowanyanyasa ngozi na chafu ya chembe mwanga. Kwa kifupi kusema kuwa jambo la kwanza joto au mwanga, kabla ya kupata wigo. Masuala si kutokea, kama mwanasayansi kusoma nyota, na hivyo kuangaza kupitia michakato yao ya ndani. Lakini kama unataka kujifunza kipande cha madini au bidhaa chakula, kupata wigo ni kweli muhimu kwa kuchoma. Njia hii si mara ya kesi.

ngozi spectra

Chafu na ngozi ya mwanga na chembe kama njia "kazi" upande wa nyuma. Unaweza mwanga wa juu Dutu broadband (yaani, moja ambapo kuna fotoni ya wavelengths tofauti), na kisha kuona nini wimbi urefu kunyonya. Lakini njia hii ni mzuri si mara zote, kuwa na uhakika kwamba vifaa ni wazi sehemu ya taka ya wadogo umeme.

Ubora na kiasi uchambuzi

Ikawa wazi kuwa spectra kipekee kwa kila dutu. msomaji anaweza kuhitimisha kwamba uchambuzi hii inatumiwa tu kwa kuamua nyenzo ambayo ni alifanya. Hata hivyo, mbalimbali ya uwezekano ni pana sana. idadi ya atomi ndani ya kiwanja inaweza kuweka kutumia mbinu bora upana uchunguzi na utambuzi na ukubwa wa laini kusababisha. Zaidi ya hayo, kiashiria hii inaweza walionyesha katika vitengo mbalimbali:

• asilimia (kwa mfano, alloy hii ina 1% aluminiumoxid);
• katika fuko (zilizoyeyushwa kwenye hii kioevu 3 Mol ya sodium chloride);
• katika gramu (sasa katika sampuli ya 0.2 g ya uranium na thorium 0.4 gramu).

Wakati mwingine uchambuzi ni mchanganyiko: wote ubora na kiasi. Lakini wakati Fizikia kujikumbusha nafasi ya mistari, na tathmini ya kivuli yao kwa msaada wa meza maalum, lakini sasa kila kitu hufanya mpango.

matumizi ya wigo

Sisi tayari kujadiliwa kwa undani, nini chafu na ngozi ya mwanga na atomi. uchambuzi spectral ni kutumika kwa upana sana. Hakuna eneo la shughuli za binadamu, hakuna jambo ambapo sisi ni kuzingatia jambo ilitumika. Hapa ni baadhi yao:

1. Katika mwanzo wa makala hii, kuongelea smartphones. mambo Silicon semiconductor zimekuwa ndogo, ikiwa ni pamoja na njia ya fuwele utafiti kwa kutumia uchambuzi spectral.
2. Kama tukio lolote ni upekee wa elektroni shell ya kila chembe huamua ni aina gani ya risasi fired kwanza, kwa nini gari kuvunja chini ya mfumo au mnara crane, na pia baadhi ya sumu sumu watu na muda kiasi gani alitumia katika maji.
3. Dawa kutumika uchambuzi spectral kwa faida yao mara nyingi kuhusiana na maji maji ya mwili, lakini hutokea kwamba njia hii inatumika kwa tishu.
4. Mbali galaxies, cosmic mawingu gesi, sayari mbele ya nyota - hii yote utafiti na shirika mwanga na kuoza yake katika spectra. Wanasayansi kujua muundo wa vitu hivi, kasi yao, na taratibu kutokea ndani yao kutokana na ukweli kwamba wanaweza kukamata na kuchambua fotoni zinatoa au kunyonya.

sumakuumeme wadogo

Zaidi ya yote, sisi makini na mwanga inayoonekana. Lakini kwa kiwango sumakuumeme sehemu hii ni ndogo sana. ukweli kwamba jicho binadamu haina kurekebisha pana rangi saba za upinde wa mvua. Unaweza emit na kunyonya si tu inayoonekana fotoni (λ = 380-780 nm), lakini fotoni nyingine. Sumakuumeme wadogo ni pamoja na:

1. mawimbi ya redio (λ = 100 kilomita) kutangaza habari juu ya umbali mrefu. Kutokana na wavelength kubwa sana, nishati yao ni ya chini sana. Wao ni urahisi sana kufyonzwa.
2. Terahertz wimbi (λ = 1-0,1 milimita) hadi hivi karibuni, walikuwa si kwa urahisi. Hapo awali, mbalimbali yao ni pamoja na mawimbi ya redio, lakini sasa sehemu hii ya wadogo sumakuumeme ni zilizotengwa katika darasa tofauti.
3. Infrared Wavelength (λ = 0,74-2000 mikromita) joto uhamisho. Fire, mwanga, jua emit yao kwa wingi.

Inaonekana mwanga tulikagua, hivyo maelezo zaidi kuhusu itakuwa si kuandika.

Ultraviolet wavelength (λ = 10-400 nm) lethal kwa mtu kwa ziada, lakini hasara yao kubadilika. nyota yetu kuu inatoa mengi ya mwanga ultraviolet, na anga ya dunia anakuwa zaidi ya hayo.

Eksirei na gamma rays (λ <10 nm) na mbalimbali ya kawaida, lakini tofauti katika asili. Ili kupata yao, ni muhimu kugawa elektroni au atomi kwa juu sana velocities. Maabara ya watu wana uwezo wa hilo, lakini katika hali ya nguvu kama tu kutokea nyota ndani ya, au migongano ya vitu mkubwa. mfano wa mchakato wa mwisho inaweza kutumika milipuko kama supernova, ngozi ya nyota na shimo nyeusi, kukutana ya makundi ya nyota mbili na nyota na mawingu kubwa ya gesi.

mawimbi ya umeme ya makundi yote ya, yaani uwezo wao wa kuwa lilio na kufyonzwa kwa atomi, hutumika katika shughuli za binadamu. Bila kujali ukweli kwamba msomaji imechagua (au tu kwa wateule) kama njia ya maisha yake, yeye hakika ana na matokeo ya tafiti spectral. muuzaji anafurahia kisasa malipo ya wastaafu kwa sababu mara moja mwanasayansi alisoma ya vitu vyenye na kuanzisha microchip. Kilimo inaporutubisha mashamba na kukusanya mavuno mengi ni sasa kwa sababu tu mara moja Mwanajiolojia aligundua katika kipande cha phosphorus madini. Yeye wears nguo mkali tu na uvumbuzi wa kudumu dyes kemikali.

Lakini kama msomaji anataka kuungana maisha yake na ulimwengu wa sayansi, una kujifunza mengi zaidi ya dhana ya msingi ya mchakato wa chafu na ngozi ya fotoni ya mwanga katika atomi.