Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

7.6: Спектры излучения
СОДЕРЖАНИЕ

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Emission Spectra
 
ТРАНСКРИПТ

7.6: Спектры излучения

Когда твердые вещества, жидкости или конденсированные газы достаточно нагреваются, они излучают часть избыточной энергии в виде света. Фотоны, производимые таким образом, обладают рядом энергий, и, таким образом, создают непрерывный спектр, в котором присутствует неразорвана серия длин волн.

В отличие от непрерывных спектров, свет может также иметь дискретные или линейные спектры с очень узкими линейными значениями, которые чередуются по спектральным областям. При возбуждении газа при низком частичном давлении с использованием электрического тока или нагревании он будет генерировать линейные спектры. Таким образом работают флуоресцентные лампы и неоновые знаки. Каждый элемент отображает свой собственный набор линий, как и молекулы, хотя их спектры, как правило, намного сложнее.

Каждая линия излучения состоит из одной длины волны света, что означает, что свет, излучаемый газом, состоит из набора дискретных энергий. Например, когда электрический разряд проходит через трубку, содержащую газообразный водород при низком давлении, молекулы H2 разбиваются на отдельные атомы H, и наблюдается синих-розовый цвет. Прохождение света через призму создает линейный спектр, указывающий на то, что этот свет состоит из фотонов четырех видимых длин волн.

Происхождение дискретных спектров в атомах и молекулах было чрезвычайно озадачено ученым в конце девятнадцатого века. Согласно классической электромагнитной теории, следует наблюдать только непрерывные спектры. Другие дискретные линии для атома водорода были обнаружены в УФ- и ИК-областях. Йоханнес Ридберг обобщала работу Балмера и разработала эмпирическую формулу, которая предсказывала все линии выбросов водорода, а не только те, которые ограничены видимым диапазоном, где n1 и n2 являются целыми числами n1 < n2

Даже в конце девятнадцатого века спектроскопия была очень точной наукой, и поэтому длины волн водорода измерялись c очень высокой аккуратностью, что подразумевало, что константу Ридберга можно было определить очень точно. Такая простая формула, как формула Ридберга, могла бы в то время учитывать такие точные измерения, казалась поразительной, но именно окончательное объяснение спектров излучения Нильсом Бором в 1913 году убедило ученых отказаться от классической физики и стимулировало развитие современной квантовой механики.

Этот текст адаптирован из Openstax, Химия 2е изд., раздел 3.1: Электромагнитная энергия.

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter