Kratko je opisana spektroskopska tehnika i njegova primjena

Svjetlosni valovi proizvode elektroni koji se kreću unutar atoma. Elektroni u atomima različitih tvari kretati se različito, tako da emitiraju različite svjetlosne valove. Vrlo je teoretsko i praktično značenje za proučavanje luminescencije i apsorpcije različitih tvari, te je postalo posebna subjektna spektroskopija.

Spektar koji se proizvodi izravno emisijom svjetlosti iz objekta zove se emisijski spektar. Postoje dvije vrste emisijskog spektra: kontinuirani spektar i otvoreni spektar.

Kontinuirani spektar obojenog svjetla, od crvene do ljubičaste, zove se kontinuirani spektar. Emisijski spektri vrućih čvrstih, tekućih i visokotlačnih plinova su kontinuirani spektri. Na primjer, svjetlo iz električne niti i svjetlost iz vruće čelične vode tvore kontinuirani spektar.

Spektar koji sadrži samo diskontinuirane svijetle linije naziva se svijetlosni spektar. Svijetle linije u otvorenom liniji spektra nazivaju se spektralne linije, a svaka linija odgovara različitoj valnoj duljini svjetlosti. Emisijski spektar rijetkog plina ili metalne pare je otvoreni spektar linije. Spektar otvorene linije emitira atomi u slobodnom stanju, pa se također naziva atomski spektar. Kada gledate atomski spektar plinova, možete koristiti spektralnu cijev koja je tanka, zatvorena staklena cijev s niskotlačnim plinom i dvije elektrode na oba kraja cijevi. Kada su dvije elektrode spojene na visokonaponski izvor napajanja, tanki plin u cijevi svijetli, stvarajući određenu boju svjetla.

Atomski spektar krutog ili tekućeg materijala, može ih staviti u plamen plamenika ili električni luk plamenika Bunsen kako bi ih sagorijevali nakon rasplinjavanja. Iz spektroskopa vidjet ćete njihov otvoreni spektar.

Eksperimenti su pokazali da različiti atomi emitiraju različite spektre otvorene linije, a svaki element ima određeni spektar otvorene linije. Svaki atom može emitirati samo određene valne duljine svjetlosti koje imaju svoje osobine. Stoga se spektralna linija otvorenog spektra linija naziva karakteristična spektralna linija atoma. Karakteristične spektralne linije atoma mogu se koristiti za identifikaciju tvari i proučavanje strukture atoma.

Absorpcijski spektar emitiran od objekata u bijeloj svjetlosti visoke temperature (koja sadrži sve valne duljine svjetlosti) kontinuirana raspodjela kroz materijal, a nakon nekih valnih duljina svjetlosti apsorbira se materijal spektra, nazvan apsorpcijski spektar. Neka arka svjetla ispuštaju bijelu svjetlost, na primjer kroz temperaturni plin s niskim natrijom (na alkoholičnoj svjetiljci, damšući neku sol, toplinsku raspad natrijevu sol može proizvesti plin), a zatim promatrati spektroskopom, vidjet ćete u pozadini kontinuiranog spektra dva se vrlo blizu mraku, to je atomska apsorpcijska spektra natrija. Važno je napomenuti da svaka tamna linija u apsorpcijskom spektru različitih atoma odgovara svijetlijoj liniji u emisijskom spektru tog atoma. A to pokazuje da je svjetlost koju atomi apsorbiraju hladnim plinom točno svjetlost koju atomi emitiraju na visokim temperaturama. Stoga su spektralne linije (tamne linije) u apsorpcijskom spektru također karakteristične spektralne linije atoma, ali se obično vide manje u apsorpcijskom spektru nego u otvorenom spektru.

Spektralska analiza jer svaki atom ima svoje karakteristične spektralne linije, mogu se identificirati tvari i njihov kemijski sastav odrediti prema spektru. Ova metoda se naziva spektralna analiza. U spektralnoj analizi mogu se koristiti i spektri emisije i apsorpcije. Prednost ove metode je da je vrlo osjetljiva i brza. Element sa sadržajem od 10 do 10 grama u tvari može se detektirati iz njegove karakteristične spektralne linije i može se detektirati. Spektralna analiza široko se koristi u znanosti i tehnologiji:

Spektralna analiza je potrebna pri provjeravanju da poluvodički materijali silikon i germanium ispunjavaju zahtjeve visoke čistoće.

Povijesno gledano, spektralna analiza također je pomogla prepoznati mnoge nove elemente. Na primjer, rubidij i cezij su otkriveni gledanjem na nepoznate karakteristične spektralne linije u spektru.

Spektralna analiza je također korisna za proučavanje kemijskog sastava nebeskih tijela. U ranom devetnaestom stoljeću, kada je proučavao solarni spektar, ustanovljeno je da je u kontinuiranom spektru bilo mnogo crnih linija. Izvorno ne znam što se stvaraju crne linije, a ljudi razumiju uzrok apsorpcijskih spektara, samo znajte da je to unutar sunčevog svjetla nakon niske temperature sunčeve atmosfere apsorpcijskih spektara. Pažljivo analizirajući ožičenje, uspoređuju ga s spektrom atoma, ljudi su znali da atmosfera sunca sadrži vodik, helij, dušik, ugljik, kisik, željezo, magnezij, silicij, kalcij, natrij i tako dalje desetine elemenata.

Uzorci raspoređeni u slijedu prema valnoj duljini nakon razdvajanja svjetlosti u disperzijskom sustavu, kao što je spektar boja sunčevih zraka u kontinuiranoj raspodjeli prema redoslijedu crvene, narančaste, žute, zelene, indigo i purpurne. Struktura, mehanizam, priroda i primjena spektra u znanstvenom istraživanju i proizvodnoj praksi nakupila su bogato znanje i činile su vrlo važnu subjektnu spektroskopiju. Spektroskopija je tako široko korištena da svaki atom ima svoj jedinstveni spektar, poput otiska prsta. Oni čine nekoliko spektralnih linija prema određenim pravilima. Svojstva atomskih spektralnih linija usko su povezana s atomskim strukturama, što je važna osnova za proučavanje atomske strukture. Principi primjene spektroskopije i eksperimentalna metoda spektralne analize mogu se obaviti, svaki element ima svoju jedinstvenu identifikacijsku liniju, stavlja neku supstancu otvorenog spektra i identitet poznatih elemenata dobivenih usporedbom spektralne linije može znati da se taj materijal sastoji od elemenata , korištenjem spektra ne može se samo kvalitativni sastav kemijskog materijala, već i koliko se elemenata može odrediti. Metoda spektralne analize ima veliku osjetljivost i točnost. U geološkom istraživanju, spektralna analiza može se koristiti za otkrivanje tragova plemenitih metala, rijetkih elemenata ili radioaktivnih elemenata u rude. Brzina spektralne analize je brza i radna učinkovitost je znatno poboljšana. Kemijski sastav nebeskih tijela i standardni progenitor za podešavanje duljine također se može proučiti spektralnom analizom.

Uzorak koji je raspoređen po valnoj duljini (ili frekvenciji) nakon disperzijskog sustava (poput prizme ili rešetka) dijeli svjetlost. Na primjer, sunčeva svjetlost prolazi kroz prizmu i oblikuje spektar boja koji se kontinuirano distribuira redoslijedom crvene, narančaste, žute, zelene, plave, indigo i ljubičaste boje. Crveno do ljubičaste, što odgovara valnoj duljini od 7.700 do 3.900 angstroma, vidljiv je dio ljudskog oka. Iza crvenog kraja je dulja valna duljina infracrvenog svjetla, a iza ljubičastog kraja je kraća valna duljina ultraljubičastog svjetla, koja se ne može otkriti golim okom, no može se snimiti instrumentima.

Stoga se spektar može podijeliti na infracrveni spektar, vidljivi spektar i ultraljubičasti spektar prema regiji valne duljine. Prema prirodi proizvodnje, može se podijeliti na atomski spektar i molekularni spektar. Može se podijeliti na emisijski spektar, apsorpcijski spektar i spektar raspršivanja. Može se podijeliti na linijski spektar, spektar bendova i kontinuirani spektar.

Spektar se dijeli na sljedeće oblike

A ovo je linearni spektar.

Spektar koji se sastoji od uskih spektralnih linija. Svjetlosni valovi koji nastaju jednim atomskim plinom ili metalnim parama imaju linearni spektar, pa se linearni spektar također naziva atomski spektar. Kada energija atoma skakne s više energetske razine na nižu, zrači svjetlosne valove jedne valne duljine. Strogo govoreći o tome, nema jednoznačne valne duljine monokromatskog svjetla, jer sama razina energije ima određenu širinu i dopplerski efekt, atomsko zračenje spektralnim linijama uvijek će biti određena širina (vidi širenje); Čak i unutar uskog raspona valnih duljina, još uvijek postoje različite komponente valne duljine. Atomska spektra odražava unutarnju strukturu atoma prema pravilu distribucije valne duljine. Svaki atom ima svoju posebnu spektralnu seriju. Proučavanjem atomskog spektra možemo razumjeti unutarnju strukturu atoma ili napraviti kvalitativnu i kvantitativnu analizu sastava uzorka.