Kādi mākslas paņēmieni palīdz dzejniekam nodot emocionālo. Kādi mākslas paņēmieni palīdz dzejniekam nodot mežā vientuļa ceļotāja emocionālo stāvokli? Kāda melodija rodas, mainot garo un īso

Atbildes plāns

1. Pirmais postulāts. 2. Otrais postulāts. 3. Spektru veidi.

Bors savu teoriju balstīja uz diviem postulātiem. Pirmais postulāts: atomu sistēma var atrasties tikai īpašos stacionāros vai kvantu stāvokļos, no kuriem katram ir sava enerģija; Stacionārā stāvoklī atoms neizstaro.

Tas nozīmē, ka elektrons (piemēram, ūdeņraža atomā) var atrasties vairākās precīzi noteiktās orbītās. Katra elektrona orbīta atbilst ļoti specifiskai enerģijai.

Otrais postulāts: pārejot no viena stacionāra stāvokļa uz otru, kvants tiek emitēts vai absorbēts elektromagnētiskā radiācija. Fotona enerģija ir vienāda ar starpību starp atoma enerģijām divos stāvokļos: hv = Е m – Ε n; h = 6,62 10 -34 J s, kur h ir Planka konstante.

Kad elektrons pārvietojas no tuvas orbītas uz tālāku, atomu sistēma absorbē enerģijas kvantu. Kad elektrons pārvietojas no tālākas orbītas uz tuvāku orbītu attiecībā pret kodolu, atomu sistēma izstaro enerģijas kvantu.

Bora teorija ļāva izskaidrot līniju spektru esamību.

Emisijas (vai absorbcijas) spektrs ir noteiktu frekvenču viļņu kopums, ko izstaro (vai absorbē) noteiktas vielas atoms.

Spektri ir viengabalaini, līniju un svītraini.

Nepārtraukti spektri izstaro visas vielas cietā vai šķidrā stāvoklī. Cietais spektrs satur visu redzamās gaismas frekvenču viļņus, un tāpēc tas parādās kā krāsu josla ar vienmērīgu pāreju no vienas krāsas uz otru šādā secībā: sarkana, oranža, dzeltena, zaļa, zila un violeta (katrs mednieks vēlas zināt, kur fazāns sēž).

Līniju spektri izstaro visas vielas atomu stāvoklī. Visu vielu atomi izstaro ļoti specifiskas frekvences viļņu kopumus, kas tiem ir unikāli. Tāpat kā katram cilvēkam ir savi personīgie pirkstu nospiedumi, tā arī dotās vielas atomam ir savs, tikai tai raksturīgs spektrs. Līniju emisijas spektri izskatās kā krāsainas līnijas, kas atdalītas ar atstarpēm. Līniju spektru būtība ir izskaidrojama ar to, ka konkrētas vielas atomiem ir tikai savi stacionāri stāvokļi ar tiem raksturīgo enerģiju un līdz ar to savs enerģijas līmeņu pāru kopums, ko atoms var mainīt, t.i., elektrons tajā. atoms var pārvietoties tikai no vienas noteiktas orbītas uz citām, precīzi definētām konkrētas ķīmiskās vielas orbītām.

Joslu spektrus izstaro molekulas. Svītrainie spektri izskatās līdzīgi līniju spektriem, tikai atsevišķu līniju vietā tiek novērotas atsevišķas līniju sērijas, kas tiek uztvertas kā atsevišķas joslas.

Raksturīgi ir tas, ka neatkarīgi no šo atomu izstarotā spektra tas tiek absorbēts, t.i., emisijas spektri atbilstoši emitēto frekvenču kopai sakrīt ar absorbcijas spektriem. Tā kā atomi dažādas vielas atbilst tikai tiem raksturīgiem spektriem, tad ir veids, kā noteikt ķīmiskais sastāvs vielas, pētot to spektrus. Šo metodi sauc par spektrālo analīzi. Spektrālo analīzi izmanto, lai noteiktu fosilo rūdu ķīmisko sastāvu ieguves laikā, noteiktu zvaigžņu, atmosfēru, planētu ķīmisko sastāvu; ir galvenā vielas sastāva uzraudzības metode metalurģijā un mašīnbūvē.

Diapazons- vielas izstarotās vai absorbētās enerģijas sadalījums pa frekvencēm vai viļņu garumiem.

Ja stara ceļā saules gaisma iekļūstot caur šauru garu taisnstūrveida spraugu, novietojiet prizmu, tad uz ekrāna redzēsim nevis spraugas attēlu, bet gan izstieptu krāsu joslu ar pakāpenisku krāsu pāreju no sarkanas uz violetu - spektru. Šo parādību novēroja Ņūtons. Tas nozīmē, ka saules gaisma satur dažādu frekvenču elektromagnētiskos viļņus. Šo spektru sauc ciets.

Ja caur prizmu izlaižat sakarsētas gāzes izstaroto gaismu, spektrs izskatīsies kā atsevišķas krāsainas līnijas uz melna fona. Šo spektru sauc līnijas emisijas spektrs. Tas nozīmē, ka sakarsētā gāze izdalās elektromagnētiskie viļņi ar noteiktu frekvenču komplektu. Tajā pašā laikā katrs ķīmiskais elements izstaro raksturīgu spektru, kas atšķiras no citu elementu spektriem.

Ja gaisma iziet cauri gāzei, parādās tumšas līnijas - līnijas absorbcijas spektrs.

Spektrālā analīze- metode vielas kvalitatīvā un kvantitatīvā sastāva noteikšanai, pamatojoties uz tās spektru iegūšanu un izpēti.

Atomu starojuma modeļi

Gaismas emisija rodas, kad elektrons atomā pāriet no augstākā enerģijas līmeņa E k uz vienu no zemākajiem enerģijas līmeņiem E n (k > n). Atoms šajā gadījumā izstaro fotonu ar enerģiju

Gaismas absorbcija ir apgriezts process. Atoms absorbē fotonu un pāriet no zemāka stāvokļa k uz augstāku stāvokli n (n > k). Atoms šajā gadījumā absorbē fotonu ar enerģiju

Šajā rakstā ir aprakstīti pamatjēdzieni, kas nepieciešami, lai saprastu, kā atomi izstaro un absorbē gaismu. Šeit ir aprakstīts arī šo parādību pielietojums.

Viedtālrunis un fizika

Cilvēks, kurš dzimis pēc 1990. gada, nevar iedomāties savu dzīvi bez dažādām elektroniskām ierīcēm. Viedtālrunis ne tikai aizvieto tālruni, bet arī ļauj uzraudzīt valūtas maiņas kursus, veikt darījumus, izsaukt taksometru un pat sarakstīties ar astronautiem uz SKS, izmantojot tā aplikācijas. Attiecīgi visi šie digitālie palīgi tiek uzskatīti par pašsaprotamiem. Gaismas emisija un absorbcija ar atomiem, kas padarīja iespējamu visu veidu ierīču saraušanās laikmetu, šādiem lasītājiem šķitīs tikai garlaicīga tēma fizikas stundās. Bet šajā fizikas sadaļā ir daudz interesantu un aizraujošu lietu.

Teorētiskais pamatojums spektru atklāšanai

Ir teiciens: "Ziņkāre nekad nenovedīs pie kāda laba." Bet šis izteiciens drīzāk attiecas uz faktu, ka labāk neiejaukties citu cilvēku attiecībās. Ja izrādīsi zinātkāri par apkārtējo pasauli, nekas slikts nenotiks. Deviņpadsmitā gadsimta beigās cilvēkiem tas kļuva skaidrs (tas ir labi aprakstīts Maksvela vienādojumu sistēmā). Nākamais jautājums, ko zinātnieki vēlējās atrisināt, bija matērijas struktūra. Mums nekavējoties jāprecizē: zinātnei ir vērtīga nevis gaismas emisija un absorbcija ar atomiem. Līniju spektri ir šīs parādības sekas un vielu struktūras izpētes pamats.

Atomu struktūra

Zinātnieki joprojām atrodas Senā Grieķija ierosināja, ka marmors sastāv no dažiem nedalāmiem gabaliem, "atomiem". Un līdz deviņpadsmitā gadsimta beigām cilvēki domāja, ka tās ir mazākās matērijas daļiņas. Bet Rezerforda eksperiments par smago daļiņu izkliedi uz zelta folijas parādīja: atomam ir arī iekšējā struktūra. Smagais kodols atrodas centrā un ir pozitīvi uzlādēts, ap to griežas vieglie negatīvie elektroni.

Atoma paradoksi Maksvela teorijas ietvaros

Šie dati radīja vairākus paradoksi: saskaņā ar Maksvela vienādojumiem jebkura kustīga lādēta daļiņa izstaro elektromagnētisko lauku un tādējādi zaudē enerģiju. Kāpēc tad elektroni nekrīt uz kodolu, bet turpina griezties? Tāpat nebija skaidrs, kāpēc katrs atoms absorbē vai izstaro tikai noteikta viļņa garuma fotonus. Bora teorija ļāva novērst šīs neatbilstības, ieviešot orbitāles. Saskaņā ar šīs teorijas postulātiem elektroni var atrasties tikai ap kodolu šajās orbitālēs. Pāreju starp diviem blakus stāvokļiem pavada kvantu ar noteiktu enerģiju emisija vai absorbcija. Atomu gaismas emisija un absorbcija notiek tieši tāpēc.

Viļņa garums, frekvence, enerģija

Lai iegūtu pilnīgāku priekšstatu, ir nepieciešams nedaudz pastāstīt par fotoniem. Šis elementārdaļiņas, kuriem nav atpūtas masas. Tie pastāv tikai tad, kad tie pārvietojas pa mediju. Bet tiem joprojām ir masa: kad tie ietriecas virsmā, tie nodod tai impulsu, kas nebūtu iespējams bez masas. Viņi vienkārši pārvērš savu masu enerģijā, padarot vielu, kuru tie skar un absorbē, nedaudz siltāku. Bora teorija šo faktu neizskaidro. Fotona īpašības un tā uzvedības īpatnības apraksta kvantu fizika. Tātad fotons ir gan vilnis, gan daļiņa ar masu. Fotonam, tāpat kā vilnim, ir šādas īpašības: garums (λ), frekvence (ν), enerģija (E). Kā garāks garums viļņi, jo zemāka frekvence un zemāka enerģija.

Atoma spektrs

Atomu spektrs veidojas vairākos posmos.

1. Elektrons atomā pārvietojas no 2. orbitāles (augstāka enerģija) uz 1. orbitāli (zemāka enerģija).
2. Izdalās noteikts enerģijas daudzums, kas veidojas kā gaismas kvants (hν).
3. izstaro apkārtējā telpā.

Tādā veidā tiek iegūts atoma līniju spektrs. Kāpēc to sauc šādi, izskaidro tā forma: kad īpašas ierīces “tver” izejošos gaismas fotonus, ierakstīšanas ierīcē tiek ierakstītas līnijas. Lai atdalītu dažāda viļņa garuma fotonus, tiek izmantota difrakcijas parādība: viļņiem ar dažādām frekvencēm ir atšķirīgs indikators refrakcija, tāpēc daži novirzās vairāk nekā citi.

un spektri

Katram atoma veidam vielas ir unikālas. Tas ir, ūdeņradis, izdaloties, dos vienu līniju komplektu, bet zelts - citu. Šis fakts ir pamats spektrometrijas izmantošanai. Iegūstot jebko spektru, jūs varat saprast, no kā sastāv viela un kā tajā esošie atomi atrodas viens pret otru. Šī metode ļauj noteikt dažādas materiālu īpašības, kuras bieži izmanto ķīmijā un fizikā. Atomu gaismas absorbcija un emisija ir viens no visizplatītākajiem instrumentiem apkārtējās pasaules pētīšanai.

Emisijas spektru metodes trūkumi

Pirms tam šobrīd tas drīzāk bija par to, kā atomi izstaro. Bet parasti visi elektroni savās orbitālēs atrodas līdzsvara stāvoklī, tiem nav iemesla pāriet uz citiem stāvokļiem. Lai viela kaut ko emitētu, tai vispirms ir jāuzņem enerģija. Tas ir metodes trūkums, kas izmanto gaismas absorbciju un emisiju no atoma. Īsumā, viela vispirms ir jāsasilda vai jāizgaismo, pirms mēs iegūstam spektru. Jautājumi neradīsies, ja zinātnieks pēta zvaigznes, kas jau spīd, pateicoties savējām iekšējie procesi. Bet, ja jums ir nepieciešams izpētīt rūdas gabalu vai pārtikas produkts, tad, lai iegūtu spektru, tas faktiski ir jāsadedzina. Šī metode ne vienmēr ir piemērota.

Absorbcijas spektri

Gaismas emisija un absorbcija ar atomiem kā metode “darbojas” divos virzienos. Jūs varat apgaismot platjoslas gaismu uz vielu (tas ir, tādu, kurā atrodas fotoni dažādi garumi viļņi), un pēc tam skatiet, kuri viļņu garumi tika absorbēti. Bet šī metode ne vienmēr ir piemērota: ir nepieciešams, lai viela būtu caurspīdīga vajadzīgajai elektromagnētiskās skalas daļai.

Kvalitatīvā un kvantitatīvā analīze

Kļuva skaidrs: katrai vielai spektri ir unikāli. Lasītājs var secināt, ka šāda analīze tiek izmantota tikai, lai noteiktu, no kā materiāls ir izgatavots. Tomēr spektru iespējas ir daudz plašākas. Izmantojot īpašus paņēmienus iegūto līniju platuma un intensitātes pārbaudei un atpazīšanai, ir iespējams noteikt savienojumā iekļauto atomu skaitu. Turklāt šo rādītāju var izteikt dažādās vienībās:

• procentos (piemēram, šis sakausējums satur 1% alumīnija);
• molos (šajā šķidrumā ir izšķīdināti 3 moli galda sāls);
• gramos (šis paraugs satur 0,2 g urāna un 0,4 gramus torija).

Dažreiz analīze ir jaukta: kvalitatīva un kvantitatīvā vienlaikus. Bet, ja agrāk fiziķi iegaumēja līniju stāvokli un novērtēja to nokrāsu, izmantojot īpašas tabulas, tad tagad to visu dara programmas.

Spektru pielietojums

Mēs jau esam detalizēti apsprieduši, kas ir atomu gaismas emisija un absorbcija. Spektrālo analīzi izmanto ļoti plaši. Teritorijas nav cilvēka darbība, kur tiek izmantota mūsu aplūkotā parādība. Šeit ir daži no tiem:

1. Raksta pašā sākumā mēs runājām par viedtālruņiem. Silīcija pusvadītāju elementi ir kļuvuši tik mazi, daļēji pateicoties kristālu pētījumiem, izmantojot spektrālo analīzi.
2. Jebkurā gadījumā tā ir unikalitāte elektronu apvalks katrs atoms ļauj noteikt, kura lode izšauta pirmā, kāpēc saplīsa automašīnas rāmis vai nokrita torņa celtnis, kā arī ar kādu indi saindējies cilvēks un cik ilgi viņš pavadījis ūdenī.
3. Lietotas zāles spektrālā analīze tās mērķiem visbiežāk saistībā ar ķermeņa šķidrumiem, bet gadās, ka šo metodi pielieto arī audiem.
4. Tālas galaktikas, kosmisko gāzu mākoņi, planētas pie svešām zvaigznēm – tas viss tiek pētīts ar gaismas palīdzību un tās sadalīšanos spektros. Zinātnieki uzzina šo objektu sastāvu, ātrumu un tajos notiekošos procesus, spējot reģistrēt un analizēt fotonus, ko tie emitē vai absorbē.

Elektromagnētiskā skala

Tas, kam mēs pievēršam vislielāko uzmanību, ir redzamā gaisma. Bet elektromagnētiskajā mērogā šis segments ir ļoti mazs. Tas, ko cilvēka acs nespēj atklāt, ir daudz plašāks par septiņām varavīksnes krāsām. Izstarot un absorbēt var ne tikai redzamos fotonus (λ = 380-780 nanometri), bet arī citus kvantus. Elektromagnētiskajā skalā ietilpst:

1. Radio viļņi(λ = 100 kilometri) pārraida informāciju lielos attālumos. To ļoti garā viļņa garuma dēļ to enerģija ir ļoti zema. Tie ir ļoti viegli uzsūcas.
2. Terahercu viļņi(λ = 1-0,1 milimetri) vēl nesen bija grūti piekļūt. Iepriekš to diapazons tika iekļauts radioviļņos, bet tagad šis elektromagnētiskās skalas segments ir iedalīts atsevišķā klasē.
3. Infrasarkanie viļņi (λ = 0,74-2000 mikrometri) pārnes siltumu. Uguns, lampa, Saule tos izstaro pārpilnībā.

Esam apsvēruši redzamo gaismu, tāpēc par to sīkāk nerakstīsim.

Ultravioletie viļņi(λ = 10-400 nanometri) cilvēkiem ir nāvējoši, taču to trūkums arī liek mūsu centrālajai zvaigznei radīt daudz ultravioletā starojuma, un Zemes atmosfēra saglabā lielāko daļu no tā.

Rentgenstaru un gamma kvanti (λ < 10 нанометров) имеют общий диапазон, но различаются по происхождению. Чтобы получить их, нужно разогнать электроны или атомы до очень lieli ātrumi. Cilvēku laboratorijas to spēj, bet dabā šādas enerģijas ir sastopamas tikai zvaigžņu iekšienē vai masīvu objektu sadursmes laikā. Pēdējā procesa piemēri ir supernovas sprādzieni, zvaigznes absorbcija melnajā caurumā, divu galaktiku satikšanās vai galaktikas un masīva gāzes mākoņa satikšanās.

Cilvēka darbībā tiek izmantoti visu diapazonu elektromagnētiskie viļņi, proti, to spēja izstarot un absorbēt atomus. Neatkarīgi no tā, ko lasītājs ir izvēlējies (vai tikai gatavojas izvēlēties) par savu dzīves ceļu, viņš noteikti sastapsies ar spektrālo pētījumu rezultātiem. Mūsdienīgu maksājumu termināli pārdevējs izmanto tikai tāpēc, ka zinātnieks savulaik pētījis vielu īpašības un izveidojis mikročipu. Zemnieks mēslo laukus un tagad pļauj lielu ražu tikai tāpēc, ka ģeologs reiz rūdas gabalā atklāja fosforu. Meitene valkā košas drēbes, tikai pateicoties pastāvīgo ķīmisko krāsvielu izgudrojumam.

Bet, ja lasītājs vēlēsies savu dzīvi saistīt ar zinātnes pasauli, tad viņam būs jāpēta daudz vairāk nekā gaismas kvantu emisijas un absorbcijas procesa pamatjēdzieni atomos.