1. dia
2. dia
Tartalom Sugárzástípusok Fényforrások Spektrumok Spektrális berendezés A spektrumok típusai Spektraanalízis
3. dia
A sugárzás fajtái Hősugárzás Elektrolumineszcencia Kemilumineszcencia Fotolumineszcencia Tartalom
4. dia
Hősugárzás A sugárzás legegyszerűbb és legelterjedtebb fajtája a hősugárzás, amelyben az atomok által a fénykibocsátáshoz elvesztett energiát a kibocsátó test atomjainak (vagy molekuláinak) hőmozgási energiája kompenzálja. Minél magasabb a testhőmérséklet, annál gyorsabban mozognak az atomok. Amikor gyors atomok (vagy molekulák) ütköznek egymással, kinetikus energiájuk egy része az atomok gerjesztési energiájává alakul, amelyek aztán fényt bocsátanak ki. A sugárzás hőforrása a Nap, valamint egy közönséges izzólámpa. A lámpa nagyon kényelmes, de olcsó forrás. Az elektromos áram által a lámpaszálba felszabaduló teljes energia mindössze körülbelül 12%-a alakul át fényenergiává. Végül a fény hőforrása a láng. A koromszemcsék (a tüzelőanyag részecskék, amelyeknek még nem volt ideje elégetni) az üzemanyag égésekor felszabaduló energia miatt felforrósodnak és fényt bocsátanak ki. A sugárzás fajtái
5. dia
Elektrolumineszcencia Az atomoknak a fénykibocsátáshoz szükséges energiája nem termikus forrásokból is nyerhető. A gázok kisülése során az elektromos tér nagyobb mozgási energiát ad az elektronoknak. A gyors elektronok rugalmatlan ütközést tapasztalnak az atomokkal. Az elektronok kinetikus energiájának egy része az atomok gerjesztésére megy el. A gerjesztett atomok energiát szabadítanak fel fényhullámok formájában. Emiatt a gáz kisülését izzás kíséri. Ez elektrolumineszcencia. Az északi fény az elektrolumineszcencia megnyilvánulása. A Nap által kibocsátott töltött részecskék áramlatait a Föld mágneses tere rögzíti. Gerjesztik az atomokat a légkör felső rétegeiben a Föld mágneses pólusainál, amitől ezek a rétegek izzanak. Az elektrolumineszcenciát reklámcsövekben használják. A sugárzás fajtái
6. dia
Kemilumineszcencia Egyes kémiai reakciókban, amelyek energiát szabadítanak fel, ennek az energiának egy részét közvetlenül a fény kibocsátására fordítják. A fényforrás hideg marad (környezeti hőmérsékletű). Ezt a jelenséget kemilumineszcenciának nevezik. Nyáron az erdőben éjszaka láthatja a szentjánosbogár rovart. Egy kis zöld „zseblámpa” „ég” a testén. Nem égeted meg az ujjaidat, ha elkapsz egy szentjánosbogárt. A hátán lévő világító folt hőmérséklete majdnem megegyezik a környező levegő hőmérsékletével. Más élő szervezeteknek is megvan az a tulajdonságuk, hogy izzanak: baktériumok, rovarok és sok hal, amelyek nagy mélységben élnek. A korhadó fadarabok gyakran világítanak a sötétben. A sugárzás típusai Tartalom
7. dia
Fotolumineszcencia Az anyagra eső fény részben visszaverődik és részben elnyelődik. Az elnyelt fény energiája a legtöbb esetben csak a testek felmelegedését okozza. Egyes testek azonban maguk is kezdenek izzani a rájuk eső sugárzás hatására. Ez a fotolumineszcencia. A fény gerjeszti az anyag atomjait (növeli a belső energiájukat), majd ezek maguk is megvilágosodnak. Például a világító festékek, amelyek sok karácsonyfadíszt borítanak, fényt bocsátanak ki besugárzás után. A fotolumineszcencia során kibocsátott fény általában hosszabb hullámhosszú, mint a fényt gerjesztő fény. Ez kísérletileg megfigyelhető. Ha egy ibolya szűrőn átvezetett fénysugarat fluoreszceint (szerves festéket) tartalmazó edényre irányítunk, a folyadék zöldes-sárga fénnyel kezd világítani, azaz az ibolya fényénél hosszabb hullámhosszúságú fénnyel. A fotolumineszcencia jelenségét széles körben használják fénycsövekben. S. I. Vavilov szovjet fizikus azt javasolta, hogy a kisülési cső belső felületét olyan anyagokkal fedjék le, amelyek a gázkisülésből származó rövidhullámú sugárzás hatására fényesen izzanak. A fénycsövek körülbelül háromszor-négyszer gazdaságosabbak, mint a hagyományos izzólámpák. Tartalom
8. dia
Fényforrások A fényforrásnak energiát kell fogyasztania. A fény 4×10-7-8×10-7 m hullámhosszú elektromágneses hullámok. Ezek a töltött részecskék az anyagot alkotó atomok részét képezik. De az atom szerkezetének ismerete nélkül semmi megbízhatóat nem lehet mondani a sugárzási mechanizmusról. Csak az világos, hogy az atomon belül nincs fény, ahogy a zongorahúrban sincs hang. Mint egy húr, amely csak kalapácsütés után kezd megszólalni, az atomok csak izgalom után adnak fényt. Ahhoz, hogy egy atom elkezdjen sugározni, bizonyos mennyiségű energiát kell átadnia. Kibocsátáskor az atom elveszíti a kapott energiát, és egy anyag folyamatos izzásához kívülről energia beáramlásra van szükség az atomjaiba. Tartalom
9. dia
Spektrális berendezés A spektrumok pontos tanulmányozásához az olyan egyszerű eszközök, mint a fénysugarat korlátozó keskeny rés és a prizma már nem elegendőek. Olyan eszközökre van szükség, amelyek tiszta spektrumot biztosítanak, vagyis olyan eszközökre, amelyek jól elkülönítik a különböző hosszúságú hullámokat, és nem teszik lehetővé (vagy szinte nem teszik lehetővé) a spektrum egyes részeinek átfedését. Az ilyen eszközöket spektrális eszközöknek nevezzük. Leggyakrabban a spektrális berendezés fő része egy prizma vagy diffrakciós rács. Tekintsük egy prizmás spektrális berendezés tervezési diagramját (46. ábra). A vizsgált sugárzás először a készülék kollimátornak nevezett részébe jut. A kollimátor egy cső, melynek egyik végén keskeny réssel rendelkező képernyő, másik végén pedig L1 gyűjtőlencse található. Tartalom
10. dia
A rés az objektív gyújtótávolságán van. Ezért a résből a lencsére beeső széttartó fénysugár párhuzamos sugárként jön ki belőle, és a P prizmára esik. Mivel a különböző frekvenciák különböző törésmutatóknak felelnek meg, a prizmából párhuzamosan nem egybeeső sugárnyalábok jönnek ki. Az L2 lencsére esnek. Ennek az objektívnek a gyújtótávolságán képernyő - mattüveg vagy fényképezőlap található. Az L2 lencse párhuzamos sugárnyalábokat fókuszál a képernyőre, és a rés egyetlen képe helyett egy egész képsort kapunk. Minden frekvenciának (pontosabban egy szűk spektrális intervallumnak) megvan a saját képe. Mindezek a képek együtt alkotnak egy spektrumot. A leírt készüléket spektrográfnak nevezzük. Ha egy második lencse és képernyő helyett távcsövet használnak a spektrumok vizuális megfigyelésére, akkor az eszközt spektroszkópnak nevezik. A prizmák és a spektrális eszközök egyéb részei nem feltétlenül üvegből készülnek. Üveg helyett átlátszó anyagokat is használnak, például kvarcot, kősót stb
11. dia
Spektrumok A fizikai mennyiségértékek eloszlásának jellege szerint a spektrumok lehetnek diszkrétek (vonalasak), folytonosak (szilárd), valamint diszkrét és folytonos spektrumok kombinációját (szuperpozícióját) is képviselhetik. A vonalspektrumok példái közé tartoznak a tömegspektrumok és egy atom kötött-kötött elektronátmeneteinek spektrumai; a folytonos spektrumok példái a felhevített szilárd test elektromágneses sugárzásának spektruma és egy atom szabad elektronátmeneteinek spektruma; a kombinált spektrumok példái a csillagok emissziós spektrumai, ahol a kromoszférikus abszorpciós vonalak vagy a legtöbb hangspektrum a fotoszféra folytonos spektrumára helyeződik. A spektrumok tipizálásának másik kritériuma az előállításuk mögött meghúzódó fizikai folyamatok. Így a sugárzás anyaggal való kölcsönhatásának típusa szerint a spektrumokat emissziós (emissziós spektrumok), adszorpciós (abszorpciós spektrumok) és szórási spektrumokra osztják. Tartalom
12. dia
13. dia
Folyamatos spektrum A napsugárzás vagy az ívlámpa spektruma folytonos. Ez azt jelenti, hogy a spektrum minden hullámhosszú hullámot tartalmaz. A spektrumban nincsenek törések, a spektrográf képernyőjén egy folytonos sokszínű csík látható (V. ábra, 1). Rizs. V Emissziós spektrumok: 1 - folytonos; 2 - nátrium; 3 - hidrogén; 4-hélium. Abszorpciós spektrumok: 5 - szoláris; 6 - nátrium; 7 - hidrogén; 8 - hélium. Tartalom
14. dia
Az energia frekvenciákon belüli eloszlása, azaz a sugárzás intenzitásának spektrális sűrűsége különböző testeknél eltérő. Például egy nagyon fekete felületű test minden frekvenciájú elektromágneses hullámot bocsát ki, de a sugárzási intenzitás spektrális sűrűségének frekvenciától való függésének görbéjének maximuma egy bizonyos frekvencián nmax. A sugárzási energia nagyon alacsony és nagyon magas frekvenciákon elhanyagolható. A hőmérséklet növekedésével a sugárzás maximális spektrális sűrűsége a rövidebb hullámok felé tolódik el. Folyamatos (vagy folytonos) spektrumot a tapasztalatok szerint szilárd vagy folyékony halmazállapotú testek, valamint erősen sűrített gázok adnak. A folyamatos spektrum eléréséhez a testet magas hőmérsékletre kell felmelegíteni. A folytonos spektrum természetét és létezésének tényét nemcsak az egyes kibocsátó atomok tulajdonságai határozzák meg, hanem erősen függenek az atomok egymás közötti kölcsönhatásától is. Folytonos spektrumot a magas hőmérsékletű plazma is előállít. A plazma elektromágneses hullámokat főleg akkor bocsát ki, amikor az elektronok ionokkal ütköznek. A spektrumok típusai Tartalom
15. dia
Vonalspektrumok Adjunk hozzá egy közönséges konyhasó oldattal megnedvesített azbesztdarabot egy gázégő halvány lángjába. Ha a lángot spektroszkópon keresztül figyeljük meg, a láng alig látható folytonos spektrumának hátterében élénksárga vonal villog. Ezt a sárga vonalat a nátriumgőz állítja elő, amely akkor képződik, amikor a konyhasó molekuláit lángban lebontják. Az ábrán a hidrogén és a hélium spektruma is látható. Mindegyik változatos fényerejű színes vonalak palánkja, széles sötét csíkokkal elválasztva. Az ilyen spektrumokat vonalspektrumoknak nevezzük. A vonalspektrum jelenléte azt jelenti, hogy egy anyag csak bizonyos hullámhosszokon (pontosabban bizonyos nagyon szűk spektrális intervallumokon) bocsát ki fényt. Az ábrán a sugárzási intenzitás spektrális sűrűségének hozzávetőleges eloszlása látható a vonalspektrumban. Minden vonalnak véges szélessége van. Tartalom
16. dia
A vonalspektrumok minden anyagot gáz halmazállapotú atomi (de nem molekuláris) állapotban adnak meg. Ebben az esetben a fényt olyan atomok bocsátják ki, amelyek gyakorlatilag nem lépnek kölcsönhatásba egymással. Ez a spektrum legalapvetőbb, alapvető típusa. Az izolált atomok szigorúan meghatározott hullámhosszakat bocsátanak ki. A vonalspektrumok megfigyelésére jellemzően egy lángban lévő anyag gőzének izzását vagy a vizsgált gázzal töltött csőben lévő gázkisülés izzását használják. Az atomgáz sűrűségének növekedésével az egyes spektrumvonalak kitágulnak, végül a gáz nagyon nagy összenyomása esetén, amikor az atomok kölcsönhatása jelentőssé válik, ezek a vonalak átfedik egymást, folyamatos spektrumot alkotva. A spektrumok típusai Tartalom
17. dia
Sávos spektrumok A sávos spektrum sötét terekkel elválasztott egyedi sávokból áll. Egy nagyon jó spektrális apparátus segítségével felfedezhető, hogy minden sáv nagyszámú, nagyon szorosan elhelyezkedő vonal gyűjteménye. A vonalspektrumokkal ellentétben a csíkos spektrumot nem atomok, hanem egymáshoz nem vagy gyengén kötődő molekulák hozzák létre. A molekuláris spektrumok, valamint a vonalspektrumok megfigyeléséhez általában a lángban lévő gőz izzását vagy a gázkisülés izzását használják. A spektrumok típusai Tartalom
18. dia
Abszorpciós spektrumok Minden anyag, amelynek atomjai gerjesztett állapotban vannak, fényhullámokat bocsátanak ki, amelyek energiája meghatározott módon oszlik el a hullámhosszokon. Egy anyag fényelnyelése a hullámhossztól is függ. Így a vörös üveg a vörös fénynek megfelelő hullámokat (l»8×10-5 cm) továbbítja, az összes többit pedig elnyeli. Ha fehér fényt enged át hideg, nem kibocsátó gázon, sötét vonalak jelennek meg a forrás folytonos spektrumának hátterében. A gáz pontosan azon hullámhosszúságú fényt nyeli el a legintenzívebben, amelyet erősen felmelegítve bocsát ki. A folytonos spektrum hátterében lévő sötét vonalak olyan abszorpciós vonalak, amelyek együtt alkotnak egy abszorpciós spektrumot. A spektrumok típusai Tartalom
19. dia
Spektrális elemzés A vonalspektrumok különösen fontos szerepet játszanak, mivel szerkezetük közvetlenül kapcsolódik az atom szerkezetéhez. Végül is ezeket a spektrumokat olyan atomok hozzák létre, amelyek nem tapasztalnak külső hatásokat. Ezért a vonalspektrumok megismerésével megtesszük az első lépést az atomok szerkezetének tanulmányozása felé. Ezeknek a spektrumoknak a megfigyelésével a tudósok „bepillanthattak” az atom belsejébe. Itt az optika szoros kapcsolatba kerül az atomfizikával. A vonalspektrumok fő tulajdonsága, hogy bármely anyag vonalspektrumának hullámhossza (vagy frekvenciája) csak ennek az anyagnak az atomjainak tulajdonságaitól függ, de teljesen függetlenek az atomok lumineszcenciájának gerjesztésének módszerétől. Bármely kémiai elem atomjai olyan spektrumot hoznak létre, amely eltér az összes többi elem spektrumától: szigorúan meghatározott hullámhossz-készletet képesek kibocsátani. Ez a spektrális analízis alapja - egy olyan módszer, amellyel egy anyag kémiai összetételét a spektrumából határozzák meg. Az emberi ujjlenyomatokhoz hasonlóan a vonalspektrumoknak is egyedi személyiségük van. Az ujjbőrön lévő minták egyedisége gyakran segít megtalálni a bűnözőt. Ugyanígy a spektrumok egyéniségének köszönhetően meg lehet határozni a test kémiai összetételét is. Spektrális elemzéssel ez az elem kimutatható egy összetett anyag összetételében, még akkor is, ha tömege nem haladja meg a 10-10 g-ot. Ez egy nagyon érzékeny módszer. Az előadás tartalma
1. dia
Spectra. spektrális elemzés. Spektrális eszközök
Mantseva Vera
2. dia
Sugárforrások
3. dia
A spektrumok típusai
4. dia
Folyamatos spektrum
Ezek egy adott tartomány összes hullámhosszát tartalmazó spektrumok. Felmelegített szilárd és folyékony anyagokat, nagy nyomás alatt melegített gázokat bocsátanak ki. Különböző anyagoknál azonosak, így nem használhatók egy anyag összetételének meghatározására
5. dia
Vonalspektrum
Különböző vagy azonos színű egyedi vonalakból áll, különböző helyeken Gázok, kis sűrűségű gőzök által kibocsátott atomos állapotú Lehetővé teszi a fényforrás kémiai összetételének spektrumvonalak alapján történő megítélését
6. dia
Sáv spektrum
Nagyszámú, egymáshoz közel elhelyezkedő vonalból áll. Molekuláris állapotú anyagokat állít elő
7. dia
Abszorpciós spektrumok
Ez egy adott anyag által elnyelt frekvenciák halmaza. Egy anyag elnyeli az általa kibocsátott spektrumvonalakat, mivel fényforrásként az abszorpciós spektrumokat úgy kapják meg, hogy egy olyan forrásból származó fényt bocsátanak át, amely folytonos spektrumot hoz létre egy olyan anyagon, amelynek atomjai gerjesztetlen állapotban vannak.
8. dia
Meteor spektrum
Szinte lehetetlen egy nagyon nagy távcsövet egy rövid meteorfelvillanásra irányítani az égen. 2002. május 12-én azonban a csillagászoknak szerencséjük volt – egy fényes meteor véletlenül pont oda repült, ahol a Paranal Obszervatórium spektrográfjának keskeny rése irányult. Ekkor a spektrográf a fényt vizsgálta.
9. dia
Spektrális elemzés
Az anyag minőségi és mennyiségi összetételének spektrumából történő meghatározásának módszerét spektrális elemzésnek nevezzük. A spektrális elemzést széles körben alkalmazzák az ásványkutatásban az ércminták kémiai összetételének meghatározására. A kohászati iparban az ötvözetek összetételének szabályozására használják. Ennek alapján határozták meg a csillagok kémiai összetételét stb.
10. dia
Spektroszkóp
A látható sugárzás spektrumának megszerzéséhez egy spektroszkóp nevű eszközt használnak, amelyben az emberi szem sugárzásérzékelőként szolgál.
11. dia
Spektroszkóp készülék
Egy spektroszkópban a vizsgált 1 forrásból származó fényt a 3 cső 2 rése felé irányítják, amelyet kollimátorcsőnek neveznek. A rés keskeny fénysugarat bocsát ki. A kollimátorcső második végén egy lencse található, amely a széttartó fénysugarat párhuzamos sugárrá alakítja. A kollimátorcsőből kilépő párhuzamos fénysugár a 4-es üvegprizma peremére esik. Mivel az üvegben a fény törésmutatója a hullámhossztól függ, ezért egy párhuzamos fénysugár, amely különböző hosszúságú hullámokból áll, párhuzamos fénysugárra bomlik. különböző színű, különböző irányok mentén haladó fénysugarak. Az 5 teleszkóplencse minden párhuzamos sugarat fókuszál, és mindegyik színben képet ad a résről. A rés többszínű képei többszínű csíkot alkotnak - egy spektrumot.
12. dia
A SPEKTROMÉTEREK TÍPUSAI
Emissziós spektrométer ólom és alumíniumötvözetek elemzéséhez.
Lézeres szikraspektrométer (LIS-1)
13. dia
A spektrum egy nagyítóként használt okuláron keresztül figyelhető meg. Ha fényképet kell készítenie egy spektrumról, akkor fényképező filmet vagy fényképezőlapot kell elhelyezni arra a helyre, ahol a spektrum tényleges képét megkapják. A spektrumok felvételére szolgáló eszközt spektrográfnak nevezzük.
14. dia
Az új NIFS spektrográf a Gemini North Obszervatóriumba való küldésre készül
15. dia
A spektrográfok típusai
NSI-800GS nagyfelbontású spektrográf
Közepes teljesítményű spektrográf/monokromátor
16. dia
HARPS spektrográf
17. dia
Az emberi szem spektrális érzékenysége
18. dia
5. Válasszon ki egy helyes választ a megadott lehetőségek közül!
Melyik test sugárzása termikus? Fénycső Izzólámpa Infravörös lézeres TV képernyő
19. dia
1. Válasszon ki egy helyes választ a megadott lehetőségek közül:
A kutató optikai spektroszkóppal négy megfigyelés során különböző spektrumokat látott. Melyik spektrum a hősugárzási spektrum?
20. dia
2. Válasszon ki egy helyes választ a megadott lehetőségek közül!
csak nitrogén (N) és kálium (K) csak magnézium (Mg) és nitrogén (N) nitrogén (N), magnézium (Mg) és egyéb ismeretlen anyagok magnézium (Mg), kálium (K) és nitrogén (N)
Az ábrán egy ismeretlen gáz abszorpciós spektruma és ismert fémek gőzeinek abszorpciós spektruma látható. A spektrumok elemzése alapján megállapítható, hogy az ismeretlen gáz atomokat tartalmaz
21. dia
3. Válasszon ki egy helyes választ a megadott lehetőségek közül!
Mely testekre jellemző a csíkos abszorpciós és emissziós spektrum? Melegített szilárd anyagokhoz Melegített folyadékokhoz Ritkább molekuláris gázokhoz Fűtött atomgázokhoz A fenti testek bármelyikéhez
22. dia
4. Válasszon ki egy helyes választ a megadott lehetőségek közül!
hidrogén (H), hélium (He) és nátrium (Na) csak nátrium (Na) és hidrogén (H) csak nátrium (Na) és hélium (He) csak hidrogén (H) és hélium (He)
Az ábrán egy ismeretlen gáz abszorpciós spektruma és az ismert gázok atomjainak abszorpciós spektruma látható. A spektrumok elemzésével megállapítható, hogy az ismeretlen gáz atomokat tartalmaz:
23. dia
Mely testekre jellemző vonalabszorpciós és emissziós spektrum? Melegített szilárd anyagokhoz Melegített folyadékokhoz Ritkább molekuláris gázokhoz Fűtött atomgázokhoz A fenti testek bármelyikéhez
2. dia
A spektrális eszközök osztályozása.
3. dia
A spektrális eszközök olyan eszközök, amelyekben a fényt hullámhosszokra bontják, és a spektrumot rögzítik. Számos különböző spektrális műszer létezik, amelyek rögzítési módszereikben és elemzési képességeikben különböznek egymástól.
4. dia
A fényforrás kiválasztása után ügyelni kell arra, hogy a keletkező sugárzást hatékonyan használják fel az elemzéshez. Ez a megfelelő spektrális eszköz kiválasztásával érhető el
5. dia
Léteznek szűrő és diszperzív spektrális eszközök. A szűrőkben a fényszűrő a hullámhosszok szűk tartományát választja ki. A diszperzívekben a forrás sugárzást hullámhosszokra bontják egy diszperzív elemben - egy prizmában vagy diffrakciós rácsban. A szűrőeszközöket csak mennyiségi elemzésre, a diszperziós eszközöket minőségi és mennyiségi elemzésre használják.
6. dia
Vannak vizuális, fényképészeti és fotoelektromos spektrális műszerek. Az acéloszkópok vizuális regisztrálással, a spektrográfok pedig fényképes regisztrációval rendelkező műszerek. A spektrométerek fotoelektromos rögzítéssel rendelkező műszerek. Szűrőeszközök - fotoelektromos regisztrációval. A spektrométerekben a spektrumra bontás monokromátorban vagy polikromátorban történik. A monokromátoron alapuló eszközöket egycsatornás spektrométereknek nevezzük. Polikromátoron alapuló eszközök - többcsatornás spektrométerek.
7. dia
Minden diszperziós eszköz ugyanazon a kapcsolási rajzon alapul. Az eszközök regisztrálási módjukban és optikai jellemzőikben különbözhetnek egymástól, eltérő megjelenésűek és kialakításúak, de a működési elvük mindig ugyanaz a spektrális eszköz sematikus diagramja. S - bejárati rés, L 1 - kollimátorlencse, L 2 - fókuszáló lencse, D - diszpergáló elem, R - rögzítő eszköz.
8. dia
S L 1 D L 2 R A forrásból érkező fény egy keskeny résen keresztül jut be a spektrális eszközbe, és ennek a résnek minden pontjából divergens nyalábok formájában a kollimátorlencsét éri, amely a divergens nyalábokat párhuzamossá alakítja. A rés és a kollimátorlencse alkotja a készülék kollimátor részét. A kollimátorlencséből származó párhuzamos nyalábok egy diszpergáló elemre esnek - egy prizmára vagy diffrakciós rácsra, ahol hullámhosszra bomlanak. A diszpergáló elemből a rés egyik pontjából érkező egy hullámhosszú fény párhuzamos nyalábban jön ki, és egy fókuszáló lencsébe ütközik, amely minden párhuzamos sugarat a fókuszfelületén - a rögzítőkészüléken - egy meghatározott ponton gyűjt össze. Az egyes pontokból számos monokromatikus kép keletkezik a résről. Ha az egyes atomok fényt bocsátanak ki, a rés egyedi képeinek sorozata keskeny vonalak - vonalspektrum - formájában keletkezik. A vonalak száma a kibocsátó elemek spektrumának összetettségétől és gerjesztésük körülményeitől függ. Ha a forrásban egyedi molekulák világítanak, akkor a hullámhosszban közel álló vonalak sávokba gyűlnek össze, és csíkos spektrumot alkotnak. Spektrális eszköz működési elve.
9. dia
a slot célja
R S Bejárati rés – képobjektum Spektrális vonal – a rés monokromatikus képe, objektívekkel megszerkesztve.
10. dia
lencsék
L 2 L 1 lencsék gömbtükrök
11. dia
Kollimátor lencse
S F O L1 A rés a kollimátorlencse fókuszfelületében található. A kollimátorlencse után a rés minden pontjából párhuzamos sugárban érkezik fény.
12. dia
Fókuszáló lencse
Spektrális egyenes F O L2 Minden réspontról képet készít. Pontokból alakult ki. réskép – spektrumvonal.
13. dia
diszpergáló elem
D Diszpergáló prizma diffrakciós rács
14. dia
Az ABCD diszpergáló prizma a prizma alapja, az ABEF és az FECD a törésélek, a törőfelületek között az EF törésszög - a törésél.
15. dia
A szóróprizmák típusai
60 fokos prizma Quartz Cornu prizma; 30 fokos prizma tüköréllel;
16. dia
forgó prizmák
A forgó prizmák támasztó szerepet játszanak. Nem bontják hullámhosszra a sugárzást, csak elforgatják, így kompaktabbá válik a készülék. Forgatás 900 Forgatás 1800
17. dia
kombinált prizma
Az állandó eltérítésű prizma két harminc fokos szétszóródó prizmából és egy forgó prizmából áll.
18. dia
Egyszínű sugár útja prizmában
i A prizmában egy fénysugár kétszer megtörik a törésfelületeken és elhagyja azt, az eredeti iránytól eltérítési szöggel eltérve. Az elhajlási szög a beesési szögtől és a fény hullámhosszától függ. Egy bizonyos i-nél a fény az alappal párhuzamosan halad át a prizmán, és az eltérítési szög minimális Ebben az esetben a prizma minimális eltérítés mellett működik.
19. dia
Sugárút a prizmában
2 1 1 2 A fénybomlás abból adódik, hogy a különböző hullámhosszúságú fény egy prizmában eltérően törik meg. Minden hullámhossznak megvan a saját eltérítési szöge.
20. dia
Szögdiszperzió
1 2 A B szögdiszperzió a fény hullámhosszra bontásának hatékonyságát mutatja egy prizmában. A szögdiszperzió megmutatja, hogy a két közeli sugár közötti szög mennyire változik a hullámhossz függvényében:
21. dia
A diszperzió függése a prizma anyagától kvarcüveg
22. dia
A szögdiszperzió függése a törésszögtől
üveg üveg
A folytonos spektrumokat szilárd és folyékony halmazállapotú testek, valamint erősen sűrített gázok állítják elő. A vonalspektrumok minden gáz halmazállapotú anyagot adnak meg. Az izolált atomok szigorúan meghatározott hullámhosszakat bocsátanak ki. A csíkos spektrumokat a vonalspektrumokkal ellentétben nem atomok, hanem egymáshoz nem vagy gyengén kötődő molekulák hozzák létre.
Szilárd és folyékony halmazállapotú testeket, valamint sűrű gázokat állítanak elő. Megszerzéséhez a testet magas hőmérsékletre kell felmelegíteni. A spektrum jellege nemcsak az egyes kibocsátó atomok tulajdonságaitól függ, hanem az atomok egymás közötti kölcsönhatásától is. A spektrum bármilyen hosszúságú hullámot tartalmaz, és nincsenek törések. Egy diffrakciós rácson a színek folytonos spektruma figyelhető meg. A spektrum jó demonstrációja a szivárvány természeti jelensége. Uchim.net
Minden anyag gáznemű atomi (de nem molekuláris) állapotban keletkezik (az atomok gyakorlatilag nem lépnek kölcsönhatásba egymással). Egy adott kémiai elem izolált atomjai szigorúan meghatározott hosszúságú hullámokat bocsátanak ki. A megfigyeléshez egy lángban lévő anyag gőzének izzását vagy a vizsgált gázzal töltött csőben lévő gázkisülés izzását használjuk. Az atomgáz sűrűségének növekedésével az egyes spektrumvonalak kiszélesednek. Uchim.net
A spektrum különálló sávokból áll, amelyeket sötét terek választanak el. Mindegyik csík nagyszámú, nagyon szorosan elhelyezkedő vonal gyűjteménye. Olyan molekulák hozzák létre őket, amelyek nem vagy gyengén kötődnek egymáshoz. A megfigyeléshez a lángban lévő gőzök izzását vagy a gázkisülés izzását használják. Uchim.net
Gustav Robert Kirchhoff Robert Wilhelm Bunsen Uchim.net A spektrális elemzés egy olyan módszer, amellyel egy anyag kémiai összetételét a spektrumából határozzák meg. 1859-ben G. R. Kirchhoff és R. W. Bunsen német tudósok fejlesztették ki.
Ha fehér fényt engedünk át hideg, nem kibocsátó gázon, sötét vonalak jelennek meg a forrás folytonos spektrumában. A gáz azon hullámhosszúságú fényt nyeli el a legintenzívebben, amelyet erősen felmelegített állapotban bocsát ki. A folytonos spektrum hátterében lévő sötét vonalak olyan abszorpciós vonalak, amelyek együtt alkotják az abszorpciós spektrumot. Uchim.net
Új elemeket fedeznek fel: rubídium, cézium stb.; Megtanultuk a Nap és a csillagok kémiai összetételét; Az ércek és ásványok kémiai összetételének meghatározása; Anyag összetételének nyomon követésének módszere a kohászatban, a gépiparban és a nukleáris iparban. A komplex keverékek összetételét molekulaspektrumuk alapján elemezzük. Uchim.net
A csillagok spektruma az útlevelük, amelyen az összes csillagjegy leírása szerepel. A csillagok ugyanazokból a kémiai elemekből állnak, amelyek a Földön is ismertek, de százalékos arányban a könnyű elemek dominálnak: hidrogén és hélium. A csillag spektrumából megtudhatja fényességét, távolságát a csillagtól, hőmérsékletét, méretét, légkörének kémiai összetételét, tengelye körüli forgási sebességét, a közös súlypont körüli mozgás jellemzőit. Egy távcsőre szerelt spektrális berendezés a csillagok fényét hullámhosszonként spektrumcsíkra választja szét. A spektrumból megtudhatja, hogy milyen energia származik a csillagból különböző hullámhosszokon, és nagyon pontosan megbecsülheti a hőmérsékletét.
Helyhez kötött szikra optikai emissziós spektrométerek „METALSKAN –2500”. Fémek és ötvözetek, beleértve a színesfémeket, vasötvözeteket és öntöttvasakat is, precíz elemzésére tervezték. Laboratóriumi elektrolízis berendezés fémelemzéshez "ELAM". A berendezés réz, ólom, kobalt és más fémek gravimetriás elektrolitikus elemzésére szolgál ötvözetekben és tiszta fémekben. Jelenleg a televíziós spektrális rendszereket (TSS) széles körben használják a törvényszéki tudományban. - különböző típusú okmányhamisítások felderítése: - kitöltött, áthúzott vagy kifakult (fakult) szövegek, nyomott vonásokkal alkotott, vagy szénpapírra készült rekordok, stb. felderítése; - a szövetszerkezet azonosítása; - a szöveteken lévő szennyeződések (korom és ásványolaj-maradványok) kimutatása lőtt sérülések és szállítási balesetek esetén; - tarka, sötét és szennyezett tárgyakon található kimosott, valamint vérnyomok azonosítása.
