การปล่อยและการดูดซึมของแสงโดยอะตอม ต้นกำเนิดของเส้นสเปกตรัม

บทความนี้จะให้แนวคิดพื้นฐานที่จำเป็นในการทำความเข้าใจวิธีการปล่อยและการดูดซึมของแสงโดยอะตอม นอกจากนี้ยังมีการอธิบายการใช้งานของปรากฏการณ์เหล่านี้

มาร์ทโฟนและฟิสิกส์

คนที่เกิดหลังปี 1990 ชีวิตของเขาโดยไม่ต้องมีความหลากหลายของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไม่สามารถให้ มาร์ทโฟนไม่เพียง แต่แทนที่โทรศัพท์ แต่ยังทำให้มันเป็นไปได้ในการตรวจสอบอัตราแลกเปลี่ยนเพื่อทำธุรกรรมที่จะเรียกรถแท็กซี่และยังสอดคล้องกับนักบินอวกาศบนกระดานสถานีอวกาศนานาชาติผ่านโปรแกรมของพวกเขา ตามลำดับและมีการรับรู้โดยทุกคนช่วยดิจิตอลเป็นเรื่องของหลักสูตร การปล่อยและการดูดซึมของแสงโดยอะตอมที่ทำและทำไปได้ในยุคของการลดทุกชนิดของอุปกรณ์เพื่อที่ผู้อ่านจะดูเหมือนเป็นหัวข้อที่น่าเบื่อในการเรียนฟิสิกส์ แต่สาขาฟิสิกส์นี้เป็นจำนวนมากที่น่าสนใจและน่าตื่นเต้น

พื้นหลังทฤษฎีสำหรับการเปิดตัวของสเปกตรัมที่

มีคำพูดคือ "อยากรู้อยากเห็นก่อนฤดูใบไม้ร่วง" แต่การแสดงออกนี้ค่อนข้างที่จะมีความจริงที่ว่าความสัมพันธ์ที่ไม่ถูกต้องจะดีกว่าที่จะไม่เข้าไปยุ่ง แต่ถ้าอยากรู้อยากเห็นการแสดงที่มีต่อโลกไม่มีอะไรผิดปกติจะไม่เกิดขึ้น ในตอนท้ายของศตวรรษที่สิบเก้าคนเริ่มที่จะเข้าใจ ธรรมชาติของสนามแม่เหล็ก (ซึ่งเป็นเอกสารที่ดีในระบบสมการแมกซ์เวลฯ ) คำถามต่อไปซึ่งจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์กลายเป็นโครงสร้างของเรื่อง มันเป็นสิ่งจำเป็นที่จะชี้แจงทันที: สำหรับวิทยาศาสตร์ไม่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่มีคุณค่ามากและการดูดซึมของแสงโดยอะตอม เส้นสเปกตรัม - เป็นผลมาจากปรากฏการณ์นี้และเป็นพื้นฐานสำหรับการศึกษาโครงสร้างของเรื่องที่

โครงสร้างของอะตอม

นักวิทยาศาสตร์ในสมัยกรีกโบราณแนะนำว่าหินอ่อนถูกสร้างขึ้นจากหลายชิ้นของแบ่งแยก "อะตอม". และก่อนสิ้นศตวรรษที่สิบเก้าคนคิดว่ามันเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดของสสาร แต่ประสบการณ์ของรัทเธอร์ในการแพร่กระจายของอนุภาคหนักในฟอยล์สีทองที่ได้แสดงให้เห็นว่าอะตอมนอกจากนี้ยังมีโครงสร้างภายใน นิวเคลียสหนักในศูนย์และประจุบวกอิเล็กตรอนเชิงลบที่มีน้ำหนักเบาหมุนรอบตัวเขา

ความขัดแย้งของอะตอมภายในทฤษฎีแมกซ์เวล

การค้นพบนี้ได้ก่อให้เกิดความขัดแย้งหลาย: เป็นไปตามสมการแมกซ์เวลใด ๆ อนุภาคย้ายส่งเสียงสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจึงสูญเสียพลังงาน ทำไมจึงอิเล็กตรอนไม่ตกอยู่ในนิวเคลียสและยังคงหมุน? มันก็ยังไม่ชัดเจนว่าทำไมแต่ละอะตอมดูดซับหรือส่งเสียงโฟตอนของความยาวคลื่นบางอย่างเท่านั้น ทฤษฎีของ Bohr ทำให้มันเป็นไปได้ที่จะรักษาข้อบกพร่องโดยการป้อน orbitals ตามหลักคำสอนของทฤษฎีนี้, อิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสอาจจะเป็นเพียงในวงโคจรเหล่านี้ การเปลี่ยนแปลงระหว่างสองประเทศเพื่อนบ้านจะมาพร้อมกับทั้งโดยการปล่อยหรือการดูดซึมของโฟตอนที่มีพลังงานบางอย่าง การปล่อยและการดูดซึมของแสงโดยอะตอมเป็นอย่างแม่นยำเพราะเรื่องนี้

คลื่นความถี่พลังงาน

เพื่อให้ได้ภาพที่สมบูรณ์มากขึ้นคุณจะต้องพูดคุยเล็กน้อยเกี่ยวกับโฟตอน เหล่านี้เป็นอนุภาคมูลฐานที่ไม่มีมวลส่วนที่เหลือ พวกเขามีอยู่เพียงตราบเท่าที่เคลื่อนผ่านสภาพแวดล้อม แต่น้ำหนักยังคงมี: โดดเด่นผิวก็จะส่งมันแรงกระตุ้นที่จะเป็นไปไม่ได้โดยไม่ต้องมวล ๆ เพียงแค่จำนวนมากของมันถูกแปลงเป็นพลังงานทำให้สารที่พวกเขาตีและพวกเขาจะถูกดูดซึมอุ่นเล็กน้อย ทฤษฎีบอร์ไม่ได้อธิบายความเป็นจริงนี้ คุณสมบัติของโฟตอนและคุณสมบัติของพฤติกรรมของมันจะถูกอธิบายโดยควอนตัมฟิสิกส์ ดังนั้นโฟตอน - ทั้งคลื่นและอนุภาคที่มีมวล โฟตอนและเช่นเดียวกับคลื่นมีลักษณะดังต่อไปนี้: ความยาว (λ) ความถี่ (ν) พลังงาน (E) อีกต่อไปความยาวคลื่นต่ำกว่าความถี่และพลังงานที่ต่ำกว่า

สเปกตรัมของอะตอม

สเปกตรัมของอะตอมจะเกิดขึ้นในหลายขั้นตอน

1. สวิทช์อิเล็กทรอนิกส์ในอะตอมที่มีวงโคจร 2 (จากพลังงานที่สูงขึ้น) ในวงโคจรที่ 1 (มีพลังงานต่ำน้อยกว่า)
2. จำนวนหนึ่งของพลังงานที่ถูกปล่อยออกมาซึ่งจะเกิดขึ้นเป็นควอนตัมของแสง (hν)
3. โฟตอนนี้ ถูกปล่อยออกมาเข้ามาในพื้นที่โดยรอบ

ดังนั้นมันจึงได้รับและสายสเปกตรัมอะตอม เหตุผลที่เรียกว่าวิธีการที่อธิบายถึงรูปแบบของเขาเมื่อมีอุปกรณ์พิเศษ "จับ" โฟตอนขาออกของแสงบนอุปกรณ์บันทึกจำนวนของสายการแก้ไข โฟตอนที่แยกต่างหากจากความยาวคลื่นที่แตกต่างกันโดยใช้คลื่นปรากฏการณ์เลนส์ที่มีความถี่ที่แตกต่างกันมีแตกต่างกันดัชนีหักเหจึงหักเหอีกหนึ่งกว่าที่อื่น ๆ

คุณสมบัติของสาร และสเปกตรัม

สเปกตรัมเส้นของสารที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะสำหรับชนิดของอะตอมแต่ละ นั่นคือในการปล่อยไฮโดรเจนจะให้หนึ่งชุดของเส้นและสีทอง - อื่น ๆ ความจริงเรื่องนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการประยุกต์ใช้สเปกโทรสโกที่ ที่ได้รับอะไรสเปกตรัมหนึ่งสามารถเข้าใจสิ่งที่อยู่ในสารในอะตอมจัดเทียบกับกันและกัน วิธีการนี้จะช่วยให้คุณกำหนดและคุณสมบัติต่าง ๆ ของวัสดุที่นำมาซึ่งมักจะใช้เคมีและฟิสิกส์ การดูดซึมและการปล่อยของแสงโดยอะตอม - หนึ่งในเครื่องมือที่พบมากที่สุดสำหรับการศึกษาของโลกโดยรอบ

สเปกตรัมข้อบกพร่องปล่อยก๊าซเรือนกระจก

เมื่อถึงจุดนี้กล่าวเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการที่อะตอมปล่อย แต่โดยปกติอิเล็กตรอนทั้งหมดที่อยู่ในวงโคจรอยู่ในสภาพสมดุลของพวกเขามีเหตุผลที่จะย้ายไปรัฐอื่น ๆ ไม่มี สารนี้เป็นสิ่งที่ปฏิเสธก็ต้องดูดซับพลังงาน ขาดวิธีการนี้ที่ใช้ประโยชน์จากการดูดซึมและการปล่อยแสงของอะตอม สั้น ๆ บอกว่าเรื่องแรกที่ให้ความร้อนหรือแสงก่อนที่เราจะได้รับคลื่นความถี่ ปัญหาที่จะเกิดขึ้นไม่ได้ถ้านักวิทยาศาสตร์ศึกษาดวงดาวและเพื่อให้พวกเขาส่องผ่านกระบวนการภายในของตัวเอง แต่ถ้าคุณต้องการที่จะศึกษาชิ้นส่วนของแร่หรือผลิตภัณฑ์อาหารที่จะได้รับคลื่นความถี่มันเป็นจริงสิ่งที่จำเป็นในการเผาผลาญ วิธีนี้เป็นวิธีไม่เสมอกรณี

สเปกตรัมการดูดซึม

การปล่อยและการดูดซึมของแสงโดยอะตอมเป็นวิธีการ "ทำงาน" ในทั้งสองฝ่าย คุณสามารถส่องแสงในสารบรอดแบนด์ (กล่าวคือหนึ่งในสิ่งที่มีโฟตอนของความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน) แล้วดูสิ่งที่คลื่นความยาวดูดซับ แต่วิธีนี้มีความเหมาะสมไม่ได้เสมอให้แน่ใจว่าวัสดุที่มีความโปร่งใสในส่วนที่ต้องการของขนาดแม่เหล็กไฟฟ้า

การวิเคราะห์เชิงปริมาณและคุณภาพ

มันก็กลายเป็นที่ชัดเจนว่าสเปกตรัมเอกลักษณ์ของแต่ละสาร ผู้อ่านอาจสรุปได้ว่าการวิเคราะห์นี้จะใช้เพื่อตรวจสอบวัสดุที่มันถูกสร้างขึ้น อย่างไรก็ตามในช่วงที่เป็นไปได้มีมากยิ่งขึ้น จำนวนของอะตอมในบริเวณที่สามารถตั้งค่าการใช้เทคนิคพิเศษการตรวจสอบความกว้างและการรับรู้และความรุนแรงของผลต่อเส้น นอกจากนี้ตัวบ่งชี้นี้สามารถแสดงในหน่วยที่แตกต่างกัน

• ร้อยละ (ตัวอย่างเช่นโลหะผสมอลูมิเนียมนี้มี 1%);
• ในไฝ (ละลายในของเหลวนี้ 3 mol ของโซเดียมคลอไรด์);
• กรัม (ปัจจุบันอยู่ในตัวอย่าง 0.2 กรัมของยูเรเนียมและทอเรียม 0.4 กรัม)

บางครั้งการวิเคราะห์มีการผสมทั้งเชิงปริมาณและคุณภาพ แต่ในขณะที่นักฟิสิกส์ตำแหน่งของเส้นที่จดจำและประเมินผลภายใต้ร่มเงาของพวกเขาด้วยความช่วยเหลือของตารางพิเศษ แต่ตอนนี้มันทั้งหมดทำให้โปรแกรม

การใช้คลื่นความถี่

เราได้กล่าวแล้วในรายละเอียดว่าการปล่อยและการดูดซึมของแสงโดยอะตอม การวิเคราะห์สเปกตรัมใช้กันอย่างแพร่หลายมาก มีพื้นที่ของกิจกรรมของมนุษย์ที่ไม่เป็นเรื่องที่เรากำลังพิจารณาปรากฏการณ์ไม่ถูกนำมาใช้ นี่คือบางส่วนของพวกเขา

1. ในตอนต้นของบทความนี้เราได้พูดคุยเกี่ยวกับมาร์ทโฟน องค์ประกอบซิลิคอนเซมิคอนดักเตอร์ได้กลายเป็นขนาดเล็กรวมทั้งผ่านผลึกวิจัยโดยใช้การวิเคราะห์สเปกตรัม
2. หากเกิดเหตุการณ์ใด ๆ มันเป็นเอกลักษณ์ของเปลือกอิเล็กตรอนของแต่ละอะตอมกำหนดสิ่งที่ชนิดของกระสุนยิงครั้งแรกทำไมรถยากจนลงกรอบหรือทาวเวอร์เครนเช่นเดียวกับพิษพิษบางคนและเวลาเท่าไรเขาใช้เวลาอยู่ในน้ำ
3. แพทย์ใช้ในการวิเคราะห์สเปกตรัมเพื่อประโยชน์ของตนส่วนใหญ่มักจะมีความสัมพันธ์กับของเหลวในร่างกาย แต่มันเกิดขึ้นว่าวิธีการนี้ถูกนำไปใช้เนื้อเยื่อ
4. กาแล็กซีเมฆก๊าซจักรวาลดาวเคราะห์ในด้านหน้าของดาว - ทั้งหมดนี้คือการศึกษาด้วยแสงและการสลายตัวของมันเข้าไปในสเปกตรัม นักวิทยาศาสตร์รู้ว่าองค์ประกอบของวัตถุเหล่านี้ความเร็วของพวกเขาและกระบวนการที่เกิดขึ้นในพวกเขาเนื่องจากความจริงที่ว่าพวกเขาสามารถจับและวิเคราะห์โฟตอนที่พวกเขาปล่อยหรือดูดซับ

ขนาดแม่เหล็กไฟฟ้า

ส่วนใหญ่ของทั้งหมดที่เราต้องใส่ใจกับแสงที่มองเห็น แต่โยไฟฟ้าส่วนนี้มีขนาดเล็กมาก ความจริงที่ว่าตาของมนุษย์ไม่สามารถแก้ไขที่กว้างมากเจ็ดสีรุ้ง สามารถปล่อยและการดูดซับโฟตอนไม่เพียง แต่มองเห็นได้ (λ = 380-780 นาโนเมตร) แต่โฟตอนอื่น ๆ ขนาดแม่เหล็กไฟฟ้ารวมถึง:

1. คลื่นวิทยุ (λ = 100 กิโลเมตร) ส่งข้อมูลในระยะทางไกล เนื่องจากคลื่นขนาดใหญ่มากพลังงานของพวกเขาอยู่ในระดับต่ำมาก พวกเขาจะถูกดูดซึมได้อย่างง่ายดายมาก
2. คลื่นเฮิร์ตซ์ (λ = 1-0,1 มิลลิเมตร) จนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆ ไม่สามารถใช้ได้อย่างง่ายดาย ก่อนหน้านี้ช่วงของพวกเขารวมถึงคลื่นวิทยุ แต่ตอนนี้ส่วนของขนาดแม่เหล็กไฟฟ้านี้จะถูกจัดสรรในชั้นเรียนแยกต่างหาก
3. ความยาวคลื่นอินฟราเรด (λ = 0,74-2000 ไมโครเมตร) การถ่ายเทความร้อน ไฟ, แสงดวงอาทิตย์ปล่อยให้พวกเขาในความอุดมสมบูรณ์

แสงที่มองเห็นเราตรวจสอบเพื่อให้รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้จะไม่เขียน

รังสีอัลตราไวโอเลตความยาวคลื่น (λ = 10-400 นาโนเมตร) ตายสำหรับคนที่อยู่ในส่วนที่เกิน แต่ข้อเสียของพวกเขากลับไม่ได้ ดาวกลางของเราให้มากแสงอัลตราไวโอเลตและชั้นบรรยากาศของโลกยังคงมีมากที่สุดของมัน

รังสีเอกซ์และรังสีแกมมา (λ <10 นาโนเมตร) มีช่วงที่เหมือนกัน แต่แตกต่างกันในการให้กำเนิด ที่จะได้รับพวกเขาก็มีความจำเป็นที่จะแยกย้ายกันอิเล็กตรอนหรืออะตอมความเร็วสูงมาก ห้องปฏิบัติการของผู้คนที่มีความสามารถของมัน แต่ในธรรมชาติของการใช้พลังงานดังกล่าวจะเกิดขึ้นภายในดาวหรือการชนของวัตถุขนาดใหญ่ ตัวอย่างของกระบวนการหลังสามารถให้บริการการระเบิดเป็นซูเปอร์โนวาการดูดซึมของดาวโดยหลุมดำการเผชิญหน้าของทั้งสองกาแลคซีและกาแลกซี่และเมฆขนาดใหญ่ของก๊าซ

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของทุกช่วงคือความสามารถของพวกเขาจะถูกปล่อยออกมาและดูดซึมโดยอะตอมที่ใช้ในกิจกรรมของมนุษย์ โดยไม่คำนึงถึงความจริงที่ว่าผู้อ่านได้เลือก (หรือเพียงเพื่อเลือกตั้ง) เป็นเส้นทางชีวิตของเขาแน่นอนเขาต้องเผชิญกับผลของการศึกษาสเปกตรัม ผู้ขายจะมีความสุขขั้วการชำระเงินที่ทันสมัยเพราะเมื่อนักวิทยาศาสตร์ศึกษาคุณสมบัติของสารและสร้างไมโครชิป การเกษตร fertilizes เขตและเก็บผลตอบแทนสูงอยู่ในขณะนี้เพียงเพราะครั้งหนึ่งเคยเป็นนักธรณีวิทยาที่ค้นพบในชิ้นส่วนของแร่ฟอสฟอรัส เธอสวมเสื้อผ้าที่สดใสเท่านั้นที่มีการประดิษฐ์ของสีเคมีถาวร

แต่หากผู้อ่านมีความประสงค์ที่จะเชื่อมต่อชีวิตของเขากับโลกของวิทยาศาสตร์คุณมีการศึกษามากขึ้นกว่าแนวคิดพื้นฐานของกระบวนการของการปล่อยและการดูดซึมของโฟตอนของแสงในอะตอม