Hvilke kunstneriske teknikker hjælper digteren med at formidle det følelsesmæssige. Hvilke kunstneriske teknikker hjælper digteren med at formidle den følelsesmæssige tilstand af en ensom rejsende i skoven? Hvilken melodi skabes ved at veksle langt og kort

Reaktionsplan

1. Første postulat. 2. Andet postulat. 3. Typer af spektre.

Bohr baserede sin teori på to postulater. Det første postulat: et atomsystem kan kun være i særlige stationære eller kvantetilstande, som hver har sin egen energi; I en stationær tilstand udstråler atomet ikke.

Det betyder, at en elektron (for eksempel i et brintatom) kan være i flere veldefinerede baner. Hver elektronbane svarer til en meget specifik energi.

Andet postulat: under overgangen fra en stationær tilstand til en anden udsendes eller absorberes et kvante elektromagnetisk stråling. Energien af en foton er lig med forskellen mellem energierne af et atom i to tilstande: hv = Е m – Ε n; h = 6,62 10 -34 J s, hvor h er Plancks konstant.

Når en elektron bevæger sig fra en nær bane til en mere fjern, absorberer atomsystemet en mængde energi. Når en elektron bevæger sig fra en mere fjern bane til en tættere bane i forhold til kernen, udsender atomsystemet et energikvante.

Bohrs teori gjorde det muligt at forklare eksistensen af linjespektre.

Emissions- (eller absorptions-) spektret er et sæt bølger af bestemte frekvenser, der udsendes (eller absorberes) af et atom af et givet stof.

Spektrene er solide, lineære og stribede.

Kontinuerlige spektre udsender alle stoffer i fast eller flydende tilstand. Det faste spektrum indeholder bølger af alle frekvenser af synligt lys og fremstår derfor som et farvebånd med en jævn overgang fra en farve til en anden i følgende rækkefølge: Rød, Orange, Gul, Grøn, Blå og Violet (Hver jæger vil vide hvor fasanen sidder).

Linjespektre udsender alle stoffer i atomtilstanden. Atomer af alle stoffer udsender sæt af bølger med meget specifikke frekvenser, som er unikke for dem. Ligesom hver person har sine egne personlige fingeraftryk, så har atomet af et givet stof sit eget spektrum, der kun er karakteristisk for det. Linjeemissionsspektre ligner farvede linjer adskilt af mellemrum. Linjespektrenes natur forklares ved, at et bestemt stofs atomer kun har sine egne stationære tilstande med deres egen karakteristiske energi, og derfor deres eget sæt af par af energiniveauer, som atomet kan ændre, dvs. en elektron i et atom kan kun bevæge sig fra en specifik kredsløb til andre veldefinerede kredsløb for et givet kemisk stof.

Båndede spektre udsendes af molekyler. Stribede spektre ligner linjespektre, kun i stedet for individuelle linjer observeres separate serier af linjer, opfattet som individuelle bånd.

Det karakteristiske er, at uanset hvilket spektrum, der udsendes af disse atomer, absorberes det samme, dvs. emissionsspektrene ifølge sættet af udsendte frekvenser falder sammen med absorptionsspektrene. Siden atomer forskellige stoffer svarer kun til spektre, der er karakteristiske for dem, så er der en måde at bestemme kemisk sammensætning stoffer ved at studere deres spektre. Denne metode kaldes spektralanalyse. Spektralanalyse bruges til at bestemme den kemiske sammensætning af fossile malme under minedrift, til at bestemme den kemiske sammensætning af stjerner, atmosfærer, planeter; er den vigtigste metode til overvågning af sammensætningen af et stof i metallurgi og maskinteknik.

Rækkevidde- fordeling af energi udsendt eller absorberet af et stof på tværs af frekvenser eller bølgelængder.

Hvis i strålens vej sollys trænge gennem en smal lang rektangulær spalte, placer et prisme, så på skærmen vil vi ikke se et billede af spalten, men en strakt farvestrimmel med en gradvis overgang af farver fra rød til violet - et spektrum. Dette fænomen blev observeret af Newton. Det betyder, at sollys indeholder elektromagnetiske bølger med forskellige frekvenser. Dette spektrum kaldes solid.

Hvis du sender lys udsendt af en opvarmet gas gennem et prisme, vil spektret ligne individuelle farvede linjer på en sort baggrund. Dette spektrum kaldes linjeemissionsspektrum. Det betyder, at den opvarmede gas afgiver elektromagnetiske bølger med et bestemt sæt frekvenser. På samme tid hver kemisk element udsender et karakteristisk spektrum, der er forskelligt fra spektrene af andre grundstoffer.

Hvis lys passerer gennem en gas, vises mørke linjer - linieabsorptionsspektrum.

Spektral analyse- en metode til at bestemme den kvalitative og kvantitative sammensætning af et stof, baseret på opnåelse og undersøgelse af dets spektre.

Mønstre af atomar stråling

Lysemission opstår, når en elektron i et atom går fra det højeste energiniveau Ek til et af de lavere energiniveauer E n (k > n). Atomet i dette tilfælde udsender en foton med energi

Absorption af lys er den omvendte proces. Et atom absorberer en foton og bevæger sig fra en lavere tilstand k til en højere tilstand n (n > k). Atomet i dette tilfælde absorberer en foton med energi

Denne artikel introducerer de grundlæggende begreber, der er nødvendige for at forstå, hvordan lys udsendes og absorberes af atomer. Anvendelsen af disse fænomener er også beskrevet her.

Smartphone og fysik

En person, der er født efter 1990, kan ikke forestille sig sit liv uden en række elektroniske enheder. Smartphonen erstatter ikke kun telefonen, men gør det også muligt at overvåge valutakurser, foretage transaktioner, ringe til en taxa og endda korrespondere med astronauter om bord på ISS gennem dens applikationer. Derfor tages alle disse digitale assistenter for givet. Emissionen og absorptionen af lys fra atomer, som muliggjorde æraen med krympning af alle slags enheder, vil for sådanne læsere kun virke som et kedeligt emne i fysiktimerne. Men der er mange interessante og spændende ting i dette afsnit af fysik.

Teoretisk baggrund for opdagelsen af spektre

Der er et ordsprog, der siger: "Nysgerrighed vil aldrig føre dig til noget godt." Men dette udtryk refererer snarere til, at det er bedre ikke at blande sig i andre menneskers forhold. Hvis du viser nysgerrighed over for verden omkring dig, vil der ikke ske noget dårligt. I slutningen af det nittende århundrede blev det klart for folk (det er godt beskrevet i Maxwells ligningssystem). Det næste spørgsmål, som forskerne ønskede at løse, var stoffets struktur. Vi skal straks afklare: Det, der er værdifuldt for videnskaben, er ikke atomernes udsendelse og absorption af lys. Linjespektre er en konsekvens af dette fænomen og grundlaget for at studere strukturen af stoffer.

Atomstruktur

Forskere er stadig med Det gamle Grækenland foreslog, at marmor består af nogle udelelige stykker, "atomer". Og indtil slutningen af det nittende århundrede troede folk, at disse var de mindste partikler af stof. Men Rutherfords eksperiment med spredning af tunge partikler på guldfolie viste: atomet har også indre struktur. Den tunge kerne er placeret i midten og er positivt ladede lette negative elektroner kredser omkring den.

Atomets paradokser inden for rammerne af Maxwells teori

Disse data gav anledning til adskillige paradokser: ifølge Maxwells ligninger udsender enhver bevægelig ladet partikel et elektromagnetisk felt og mister derfor energi. Hvorfor falder elektronerne så ikke ned på kernen, men fortsætter med at rotere? Det var heller ikke klart, hvorfor hvert atom absorberer eller udsender fotoner med kun en bestemt bølgelængde. Bohrs teori gjorde det muligt at eliminere disse uoverensstemmelser ved at indføre orbitaler. Ifølge denne teoris postulater kan elektroner kun være omkring kernen i disse orbitaler. Overgangen mellem to nabostater er ledsaget af enten emission eller absorption af et kvante med en vis energi. Udsendelse og absorption af lys fra atomer sker netop derfor.

Bølgelængde, frekvens, energi

For et mere komplet billede er det nødvendigt at fortælle lidt om fotoner. Det her elementære partikler, som ikke har nogen hvilemasse. De eksisterer kun, mens de bevæger sig gennem mediet. Men de har stadig masse: Når de rammer en overflade, overfører de momentum til den, hvilket ville være umuligt uden masse. De omdanner simpelthen deres masse til energi, hvilket gør det stof, de rammer og optages af, lidt varmere. Bohrs teori forklarer ikke dette faktum. En fotons egenskaber og egenskaberne ved dens adfærd er beskrevet af kvantefysikken. Så en foton er både en bølge og en partikel med masse. En foton, og ligesom en bølge, har følgende karakteristika: længde (λ), frekvens (ν), energi (E). Hvordan længere længde bølger, jo lavere frekvens, og jo lavere energi.

Spektrum af et atom

Atomspektret dannes i flere stadier.

En elektron i et atom bevæger sig fra orbital 2 (højere energi) til orbital 1 (lavere energi).
Der frigives en vis mængde energi, som dannes som et lyskvantum (hν).
udstrålet i det omgivende rum.

Sådan opnås et linjespektrum for et atom. Hvorfor det kaldes på den måde, forklares af dets form: Når specielle enheder "fanger" udgående fotoner af lys, optages en række linjer på optageenheden. For at adskille fotoner med forskellige bølgelængder bruges fænomenet diffraktion: bølger med forskellige frekvenser har anden indikator brydning, derfor afviger nogle mere end andre.

og spektre

Stoffer er unikke for hver type atom. Det vil sige, at brint, når det udsendes, vil give et sæt linjer, og guld - et andet. Dette faktum er grundlaget for brugen af spektrometri. Når du har opnået spektret af noget, kan du forstå, hvad stoffet består af, og hvordan atomerne i det er placeret i forhold til hinanden. Denne metode gør det muligt at bestemme forskellige egenskaber af materialer, som ofte bruges i kemi og fysik. Atomers absorption og emission af lys er et af de mest almindelige redskaber til at studere verden omkring os.

Ulemper ved emissionsspektrametoden

Før i dette øjeblik det handlede snarere om, hvordan atomer udstråler. Men normalt er alle elektroner i deres orbitaler i en tilstand af ligevægt, de har ingen grund til at flytte til andre tilstande. For at et stof kan udsende noget, skal det først absorbere energi. Dette er en ulempe ved metoden, som udnytter et atoms absorption og emission af lys. Kort fortalt skal et stof først opvarmes eller belyses, før vi får et spektrum. Ingen spørgsmål vil opstå, hvis en videnskabsmand studerer stjerner, de allerede lyser takket være deres egne interne processer. Men hvis du skal studere et stykke malm el fødevareprodukt, så for at opnå et spektrum skal det faktisk brændes. Denne metode er ikke altid egnet.

Absorptionsspektre

Emission og absorption af lys fra atomer som en metode "virker" i to retninger. Du kan skinne bredbåndslys på et stof (det vil sige et, hvori fotoner er til stede forskellige længder bølger), og se derefter, hvilke bølgelængder der blev absorberet. Men denne metode er ikke altid egnet: det er nødvendigt, at stoffet er gennemsigtigt for den ønskede del af den elektromagnetiske skala.

Kvalitativ og kvantitativ analyse

Det blev klart: spektrene er unikke for hvert stof. Læseren kunne konkludere, at en sådan analyse kun bruges til at bestemme, hvad materialet er lavet af. Imidlertid er spektrenes muligheder meget bredere. Ved hjælp af specielle teknikker til at undersøge og genkende bredden og intensiteten af de resulterende linjer er det muligt at bestemme antallet af atomer, der er inkluderet i forbindelsen. Desuden kan denne indikator udtrykkes i forskellige enheder:

som en procentdel (for eksempel indeholder denne legering 1% aluminium);
i mol (3 mol bordsalt er opløst i denne væske);
i gram (denne prøve indeholder 0,2 g uran og 0,4 gram thorium).

Nogle gange er analysen blandet: kvalitativ og kvantitativ på samme tid. Men hvis tidligere fysikere huskede positionen af linjer og vurderede deres skygge ved hjælp af specielle tabeller, er alt dette nu gjort af programmer.

Anvendelse af spektre

Vi har allerede diskuteret i nogle detaljer, hvad emission og absorption af lys fra atomer er. Spektralanalyse bruges meget bredt. Der er intet område menneskelig aktivitet, hvor end det fænomen, vi overvejer, bruges. Her er nogle af dem:

Allerede i begyndelsen af artiklen talte vi om smartphones. Siliciumhalvlederelementer er blevet så små takket være studier af krystaller ved hjælp af spektralanalyse.
I enhver hændelse er det unikheden elektronskal hvert atom gør det muligt at bestemme, hvilken kugle der blev affyret først, hvorfor rammen på en bil gik i stykker eller en tårnkran faldt, samt hvilken gift en person blev forgiftet med, og hvor lang tid han tilbragte i vandet.
Medicin brugt spektral analyse til dets formål oftest i forhold til kropsvæsker, men det sker, at denne metode også anvendes på væv.
Fjerne galakser, skyer af kosmisk gas, planeter nær fremmede stjerner - alt dette studeres ved hjælp af lys og dets nedbrydning til spektre. Forskere lærer sammensætningen af disse objekter, deres hastighed og de processer, der foregår i dem, ved at være i stand til at optage og analysere de fotoner, de udsender eller absorberer.

Elektromagnetisk skala

Det vi er mest opmærksomme på er synligt lys. Men på den elektromagnetiske skala er dette segment meget lille. Hvad det menneskelige øje ikke kan opdage, er meget bredere end regnbuens syv farver. Ikke kun synlige fotoner (λ = 380-780 nanometer), men også andre kvanter kan udsendes og absorberes. Elektromagnetisk skala inkluderer:

Radiobølger(λ = 100 kilometer) overføre information over lange afstande. På grund af deres meget lange bølgelængde er deres energi meget lav. De absorberes meget let.
Terahertz bølger(λ = 1-0,1 millimeter) var svære at få adgang til indtil for nylig. Tidligere var deres rækkevidde inkluderet i radiobølger, men nu er dette segment af den elektromagnetiske skala tildelt en separat klasse.
Infrarøde bølger (λ = 0,74-2000 mikrometer) overfører varme. En ild, en lampe, Solen udsender dem i overflod.

Vi har overvejet synligt lys, så vi vil ikke skrive mere om det.

Ultraviolette bølger(λ = 10-400 nanometer) er dødelige for mennesker i overskud, men deres mangel får også vores centrale stjerne til at producere en masse ultraviolet stråling, og Jordens atmosfære bevarer det meste af det.

Røntgen og gamma kvanta (λ < 10 нанометров) имеют общий диапазон, но различаются по происхождению. Чтобы получить их, нужно разогнать электроны или атомы до очень høje hastigheder. Menneskelige laboratorier er i stand til dette, men i naturen findes sådanne energier kun inde i stjerner eller under kollisioner af massive objekter. Eksempler på sidstnævnte proces omfatter supernovaeksplosioner, absorptionen af en stjerne af et sort hul, mødet mellem to galakser eller mødet mellem en galakse og en massiv gassky.

Elektromagnetiske bølger af alle områder, nemlig deres evne til at blive udsendt og absorberet af atomer, bruges i menneskelig aktivitet. Uanset hvad læseren har valgt (eller lige skal til at vælge) som sin livsvej, vil han helt sikkert møde resultaterne af spektralforskning. Sælgeren bruger kun en moderne betalingsterminal, fordi en videnskabsmand engang studerede stoffers egenskaber og skabte en mikrochip. Landmanden gøder markerne og høster nu kun store høster, fordi en geolog engang opdagede fosfor i et stykke malm. Pigen bærer kun lyst tøj takket være opfindelsen af permanente kemiske farvestoffer.

Men hvis læseren ønsker at forbinde sit liv med videnskabens verden, bliver han nødt til at studere meget mere end de grundlæggende begreber om processen med emission og absorption af lyskvanter i atomer.