Спектры излучения

Когда атом поглощает энергию, электроны возбуждаются и переходят на более высокий энергетический уровень. Когда электроны релаксируют либо до состояния с более низкой энергией, либо до основного состояния, избыточная энергия выделяется в виде фотона. Длина волны поглощенного и испускаемого света зависит от разницы между высоким и низким уровнями энергии.

Излучаемый свет с высокой энергией является результатом релаксации электронов с более высокого энергетического уровня, а излучаемый свет с низкой энергией возникает в результате релаксации электронов с более низкого энергетического уровня. Спектр излучения это мера испускаемого излучения в диапазоне длин волн. В случае чистых элементарных частиц поведение излучения проявляется в виде линий с определенной длиной волны, а не в виде широкого спектра.

Это спектр излучения водорода. Набор спектральных линий в области видимого света известен как серия Бальмера. Это происходит, когда электроны переходят с энергетического уровня выше n 3 обратно на n 2.

Спектр видимого света выглядит как спектральные линии с длиной волны 410, 434, 486 и 656 нанометров, которые соответствуют переходам энергетических уровней с n 3, 4, 5 и 6 соответственно на n 2. За пределами видимого диапазона могут быть измерены дополнительные спектральные линии, например серия Лаймана в УФ-области и серия Пашена в инфракрасной области. Длины волн спектральных линий для водорода можно предсказать с помощью математического выражения, где RH постоянная Ридберга, n1 главное квантовое число нижнего энергетического уровня, а n2 главное квантовое число для более высокого энергетического уровня.

Для серии Бальмера n1 2. Поскольку разные атомы имеют разные уровни энергии, спектральные линии излучения варьируются от элемента к элементу и используются для идентификации веществ. Спектр, обратный спектру излучения, это спектр поглощения.

Если посмотреть на водород, то линии в его спектре поглощения расположены на тех же длинах волн, что и его спектр излучения, однако они темные. Это длины световых волн, которые поглощаются атомом водорода, когда он подвергается воздействию непрерывного спектра белого света.