Hvilke kunstneriske teknikker hjelper dikteren med å formidle det emosjonelle. Hvilke kunstneriske teknikker hjelper poeten med å formidle den følelsesmessige tilstanden til en ensom reisende i skogen? Hvilken melodi skapes ved å veksle langt og kort

Responsplan

1. Første postulat. 2. Andre postulat. 3. Typer spektre.

Bohr baserte sin teori på to postulater. Det første postulatet: et atomsystem kan bare være i spesielle stasjonære eller kvantetilstander, som hver har sin egen energi; I stasjonær tilstand stråler ikke atomet.

Dette betyr at et elektron (for eksempel i et hydrogenatom) kan være i flere veldefinerte baner. Hver elektronbane tilsvarer en veldig spesifikk energi.

Andre postulat: under overgangen fra en stasjonær tilstand til en annen, sendes eller absorberes et kvante elektromagnetisk stråling. Energien til et foton er lik forskjellen mellom energiene til et atom i to tilstander: hv = Е m – Ε n; h = 6,62 10 -34 J s, hvor h er Plancks konstant.

Når et elektron beveger seg fra en nær bane til en mer fjern, absorberer atomsystemet et kvantum av energi. Når et elektron beveger seg fra en mer fjern bane til en nærmere bane i forhold til kjernen, avgir atomsystemet et energikvante.

Bohrs teori gjorde det mulig å forklare eksistensen av linjespektre.

Emisjons- (eller absorpsjons)spekteret er et sett med bølger med visse frekvenser som sendes ut (eller absorberes) av et atom av et gitt stoff.

Spektrene er solide, lineære og stripete.

Kontinuerlige spektre avgir alle stoffer i fast eller flytende tilstand. Det solide spekteret inneholder bølger av alle frekvenser av synlig lys og fremstår derfor som et fargebånd med en jevn overgang fra en farge til en annen i følgende rekkefølge: Rød, oransje, gul, grønn, blå og fiolett (enhver jeger vil vite hvor fasanen sitter).

Linjespektra sender ut alle stoffer i atomtilstanden. Atomer av alle stoffer sender ut sett med bølger med svært spesifikke frekvenser som er unike for dem. Akkurat som hver person har sine egne personlige fingeravtrykk, så har atomet til et gitt stoff sitt eget spektrum, karakteristisk bare for det. Linjeemisjonsspektra ser ut som fargede linjer atskilt med mellomrom. Linjespektrenes natur forklares av det faktum at atomene til et bestemt stoff bare har sine egne stasjonære tilstander med sin egen karakteristiske energi, og derfor sitt eget sett med par av energinivåer som atomet kan endre, dvs. et elektron i et atom kan bare bevege seg fra en spesifikk bane til andre, veldefinerte baner for et gitt kjemisk stoff.

Båndede spektre sendes ut av molekyler. Stripete spektre ligner linjespektre, bare i stedet for individuelle linjer, observeres separate serier av linjer, oppfattet som individuelle bånd.

Det som er karakteristisk er at uansett hvilket spektrum som sendes ut av disse atomene, absorberes det samme, dvs. at emisjonsspektrene i henhold til settet av utsendte frekvenser faller sammen med absorpsjonsspektrene. Siden atomer forskjellige stoffer tilsvarer kun spektra som er karakteristiske for dem, så er det en måte å bestemme kjemisk oppbygning stoffer ved å studere spektrene deres. Denne metoden kalles spektralanalyse. Spektralanalyse brukes til å bestemme den kjemiske sammensetningen av fossile malmer under gruvedrift, for å bestemme den kjemiske sammensetningen av stjerner, atmosfærer, planeter; er hovedmetoden for å overvåke sammensetningen av et stoff i metallurgi og maskinteknikk.

Område- fordeling av energi som sendes ut eller absorberes av et stoff over frekvenser eller bølgelengder.

Hvis i banen til strålen sollys trenge gjennom en smal lang rektangulær spalte, plasser et prisme, så på skjermen vil vi ikke se et bilde av spalten, men en strukket fargestripe med en gradvis overgang av farger fra rødt til fiolett - et spekter. Dette fenomenet ble observert av Newton. Dette betyr at sollys inneholder elektromagnetiske bølger med forskjellige frekvenser. Dette spekteret kalles fast.

Hvis du sender lys som sendes ut av en oppvarmet gass gjennom et prisme, vil spekteret se ut som individuelle fargede linjer på en svart bakgrunn. Dette spekteret kalles linje emisjonsspekter. Dette betyr at den oppvarmede gassen slipper ut elektromagnetiske bølger med et visst sett med frekvenser. Samtidig, hver kjemisk element sender ut et karakteristisk spektrum som er forskjellig fra spektrene til andre elementer.

Hvis lys passerer gjennom en gass, vises mørke linjer - linjeabsorpsjonsspektrum.

Spektralanalyse- en metode for å bestemme den kvalitative og kvantitative sammensetningen av et stoff, basert på å oppnå og studere dets spektre.

Mønstre for atomstråling

Lysemisjon oppstår når et elektron i et atom går over fra det høyeste energinivået Ek til et av de lavere energinivåene E n (k > n). Atomet i dette tilfellet sender ut et foton med energi

Absorpsjon av lys er omvendt prosess. Et atom absorberer et foton og beveger seg fra en lavere tilstand k til en høyere tilstand n (n > k). Atomet i dette tilfellet absorberer et foton med energi

Denne artikkelen introduserer de grunnleggende konseptene som trengs for å forstå hvordan lys sendes ut og absorberes av atomer. Anvendelsen av disse fenomenene er også beskrevet her.

Smarttelefon og fysikk

En person som ble født etter 1990 kan ikke forestille seg livet sitt uten en rekke elektroniske enheter. Smarttelefonen erstatter ikke bare telefonen, men gjør det også mulig å overvåke valutakurser, foreta transaksjoner, ringe en taxi og til og med korrespondere med astronauter om bord på ISS gjennom applikasjonene. Følgelig blir alle disse digitale assistentene tatt for gitt. Utslipp og absorpsjon av lys fra atomer, som muliggjorde epoken med krymping av alle slags enheter, vil for slike lesere bare virke som et kjedelig tema i fysikktimer. Men det er mye interessant og spennende i denne delen av fysikk.

Teoretisk bakgrunn for oppdagelsen av spektre

Det er et ordtak som sier: "Nysgjerrighet vil føre deg til ingen nytte." Men dette uttrykket refererer heller til det faktum at det er bedre å ikke blande seg inn i andres forhold. Hvis du viser nysgjerrighet på verden rundt deg, vil ingenting vondt skje. På slutten av det nittende århundre ble det klart for folk (det er godt beskrevet i Maxwells ligningssystem). Det neste spørsmålet forskerne ønsket å løse var materiens struktur. Vi må umiddelbart avklare: Det som er verdifullt for vitenskapen er ikke utslipp og absorpsjon av lys fra atomer. Linjespektra er en konsekvens av dette fenomenet og grunnlaget for å studere strukturen til stoffer.

Atomstruktur

Forskere er fortsatt med Antikkens Hellas antydet at marmor består av noen udelelige deler, "atomer". Og frem til slutten av det nittende århundre trodde folk at dette var de minste materiepartiklene. Men Rutherfords eksperiment med spredning av tunge partikler på gullfolie viste: atomet har også intern struktur. Den tunge kjernen ligger i sentrum og er positivt ladet lette negative elektroner kretser rundt den.

Paradokser av atomet innenfor rammen av Maxwells teori

Disse dataene ga opphav til flere paradokser: ifølge Maxwells ligninger sender enhver bevegelig ladet partikkel ut et elektromagnetisk felt, og mister derfor energi. Hvorfor faller da ikke elektronene ned på kjernen, men fortsetter å rotere? Det var heller ikke klart hvorfor hvert atom absorberer eller sender ut fotoner med bare en viss bølgelengde. Bohrs teori gjorde det mulig å eliminere disse inkonsekvensene ved å introdusere orbitaler. I følge postulatene til denne teorien kan elektroner bare være rundt kjernen i disse orbitalene. Overgangen mellom to nabostater er ledsaget av enten utslipp eller absorpsjon av et kvante med en viss energi. Utslipp og absorpsjon av lys fra atomer skjer nettopp på grunn av dette.

Bølgelengde, frekvens, energi

For et mer komplett bilde er det nødvendig å fortelle litt om fotoner. Dette elementære partikler, som ikke har noen hvilemasse. De eksisterer bare mens de beveger seg gjennom mediet. Men de har fortsatt masse: når de treffer en overflate, overfører de momentum til den, noe som ville være umulig uten masse. De konverterer ganske enkelt massen sin til energi, noe som gjør stoffet de treffer og absorberes av litt varmere. Bohrs teori forklarer ikke dette faktum. Egenskapene til et foton og egenskapene til dets oppførsel er beskrevet av kvantefysikk. Så et foton er både en bølge og en partikkel med masse. Et foton, og som en bølge, har følgende egenskaper: lengde (λ), frekvens (ν), energi (E). Hvordan lengre lengde bølger, jo lavere frekvens, og jo lavere energi.

Spektrum av et atom

Atomspekteret dannes i flere stadier.

Et elektron i et atom beveger seg fra orbital 2 (høyere energi) til orbital 1 (lavere energi).
En viss mengde energi frigjøres, som dannes som et lyskvantum (hν).
stråler ut i det omkringliggende rommet.

Slik oppnås et linjespektrum av et atom. Hvorfor det kalles på den måten forklares av formen: når spesielle enheter "fanger" utgående fotoner av lys, registreres en rekke linjer på opptaksenheten. For å skille fotoner med forskjellige bølgelengder, brukes fenomenet diffraksjon: bølger med forskjellige frekvenser har annen indikator brytning, derfor er noen avviket mer enn andre.

og spektre

Stoffer er unike for hver type atom. Det vil si at hydrogen, når det slippes ut, vil gi ett sett med linjer, og gull - et annet. Dette faktum er grunnlaget for bruken av spektrometri. Etter å ha fått spekteret til noe, kan du forstå hva stoffet består av og hvordan atomene i det er plassert i forhold til hverandre. Denne metoden lar en bestemme ulike egenskaper til materialer, som ofte brukes i kjemi og fysikk. Absorpsjon og emisjon av lys fra atomer er et av de vanligste verktøyene for å studere verden rundt oss.

Ulemper med utslippsspektrametoden

Før akkurat nå det handlet snarere om hvordan atomer stråler. Men vanligvis er alle elektroner i sine orbitaler i en likevektstilstand de har ingen grunn til å flytte til andre tilstander. For at et stoff skal avgi noe, må det først absorbere energi. Dette er en ulempe ved metoden, som utnytter absorpsjon og emisjon av lys fra et atom. Kort fortalt må et stoff først varmes opp eller belyses før vi får et spektrum. Ingen spørsmål vil dukke opp hvis en vitenskapsmann studerer stjerner de allerede lyser takket være sine egne interne prosesser. Men hvis du trenger å studere et stykke malm eller matvare, så for å få et spektrum må det faktisk brennes. Denne metoden er ikke alltid egnet.

Absorpsjonsspektra

Emisjon og absorpsjon av lys fra atomer som en metode "fungerer" i to retninger. Du kan skinne bredbåndslys på et stoff (det vil si en der fotoner er til stede forskjellige lengder bølger), og deretter se hvilke bølgelengder som ble absorbert. Men denne metoden er ikke alltid egnet: det er nødvendig at stoffet er gjennomsiktig for den ønskede delen av den elektromagnetiske skalaen.

Kvalitativ og kvantitativ analyse

Det ble klart: spektrene er unike for hvert stoff. Leseren kan konkludere med at en slik analyse kun brukes til å fastslå hva materialet er laget av. Imidlertid er spektrenes muligheter mye bredere. Ved å bruke spesielle teknikker for å undersøke og gjenkjenne bredden og intensiteten til de resulterende linjene, er det mulig å bestemme antall atomer som er inkludert i forbindelsen. Dessuten kan denne indikatoren uttrykkes i forskjellige enheter:

i prosent (for eksempel inneholder denne legeringen 1% aluminium);
i mol (3 mol bordsalt er oppløst i denne væsken);
i gram (denne prøven inneholder 0,2 g uran og 0,4 gram thorium).

Noen ganger er analysen blandet: kvalitativ og kvantitativ på samme tid. Men hvis tidligere fysikere memorerte posisjonen til linjene og vurderte skyggen deres ved hjelp av spesielle tabeller, nå gjøres alt dette av programmer.

Anvendelse av spektre

Vi har allerede diskutert i noen detalj hva utslipp og absorpsjon av lys fra atomer er. Spektralanalyse brukes veldig mye. Det er ikke noe område menneskelig aktivitet, uansett hvor fenomenet vi vurderer brukes. Her er noen av dem:

Helt i begynnelsen av artikkelen snakket vi om smarttelefoner. Silisiumhalvlederelementer har blitt så små takket være studier av krystaller ved bruk av spektralanalyse.
I enhver hendelse er det det unike elektronskall hvert atom gjør det mulig å bestemme hvilken kule som ble avfyrt først, hvorfor rammen til en bil gikk i stykker eller en tårnkran falt, samt hvilken gift en person ble forgiftet med og hvor lenge han tilbrakte i vannet.
Medisin brukt spektral analyse for sine formål oftest i forhold til kroppsvæsker, men det hender at denne metoden også brukes på vev.
Fjerne galakser, skyer av kosmisk gass, planeter nær fremmede stjerner - alt dette studeres ved hjelp av lys og dets nedbrytning til spektre. Forskere lærer sammensetningen av disse objektene, deres hastighet og prosessene som skjer i dem ved å kunne registrere og analysere fotonene de sender ut eller absorberer.

Elektromagnetisk skala

Det vi legger mest vekt på er synlig lys. Men på elektromagnetisk skala er dette segmentet veldig lite. Det menneskelige øyet ikke kan oppdage er mye bredere enn regnbuens syv farger. Ikke bare synlige fotoner (λ = 380-780 nanometer), men også andre kvanter kan sendes ut og absorberes. Elektromagnetisk skala inkluderer:

Radiobølger(λ = 100 kilometer) overføre informasjon over lange avstander. På grunn av deres veldig lange bølgelengde er energien deres veldig lav. De absorberes veldig lett.
Terahertz bølger(λ = 1-0,1 millimeter) var vanskelig tilgjengelig inntil nylig. Tidligere ble rekkevidden deres inkludert i radiobølger, men nå er dette segmentet av den elektromagnetiske skalaen tildelt en egen klasse.
Infrarøde bølger (λ = 0,74-2000 mikrometer) overfører varme. En ild, en lampe, solen avgir dem i overflod.

Vi har vurdert synlig lys, så vi skal ikke skrive mer om det.

Ultrafiolette bølger(λ = 10-400 nanometer) er dødelige for mennesker i overkant, men deres mangel fører også til at vår sentrale stjerne produserer mye ultrafiolett stråling, og jordens atmosfære beholder det meste av det.

Røntgen og gammakvanter (λ < 10 нанометров) имеют общий диапазон, но различаются по происхождению. Чтобы получить их, нужно разогнать электроны или атомы до очень høye hastigheter. Menneskelige laboratorier er i stand til dette, men i naturen finnes slike energier bare inne i stjerner eller under kollisjoner av massive objekter. Eksempler på sistnevnte prosess inkluderer supernovaeksplosjoner, absorpsjon av en stjerne av et svart hull, møtet mellom to galakser eller møtet mellom en galakse og en massiv sky av gass.

Elektromagnetiske bølger i alle områder, nemlig deres evne til å sendes ut og absorberes av atomer, brukes i menneskelig aktivitet. Uansett hva leseren har valgt (eller er i ferd med å velge) som sin vei i livet, vil han definitivt møte resultatene av spektralforskning. Selgeren bruker en moderne betalingsterminal bare fordi en vitenskapsmann en gang studerte egenskapene til stoffer og laget en mikrobrikke. Bonden gjødsler åkrene og høster nå store avlinger bare fordi en geolog en gang oppdaget fosfor i et malmstykke. Jenta har på seg lyse klær bare takket være oppfinnelsen av permanente kjemiske fargestoffer.

Men hvis leseren ønsker å forbinde livet sitt med vitenskapens verden, må han studere mye mer enn de grunnleggende konseptene for prosessen med utslipp og absorpsjon av lyskvanter i atomer.