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7.6: 发射光谱
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Emission Spectra
 
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7.6: 发射光谱

当固体,液体或冷凝气体充分加热时,它们会以光的形式辐射一些多余的能量。以这种方式产生的光子具有一定范围的能量,从而产生连续光谱,其中存在连续的一系列波长。

与连续光谱相反,光也可能以散布在整个光谱区域中的非常窄的线宽的离散光谱或线光谱出现。使用电流激发低分压的气体或对其加热会产生线谱。荧光灯和霓虹灯以这种方式工作。尽管分子的光谱通常要复杂得多,但每个分子和分子都显示出自己的特征线集。 每条发射线由一个单一波长的光组成,这意味着气体发出的光由一组离散的能量组成。例如,当放电通过含有低压氢气的管时,H 2分子被分解成单独的H原子,并观察到蓝粉红色。使光通过棱镜会产生线谱,表明该光由四个可见波长的光子组成。

在19世纪后期,科学家们对原子和分子中离散光谱的起源极为困惑。根据经典电磁理论,仅应观察到连续光谱。在UV和IR区域发现了氢原子的其他离散谱线。约翰尼斯·赖德伯格(Johannes Rydberg)推广了巴尔默的工作,并开发了一个经验公式,该公式可以预测所有氢的发射线,而不仅限于那些可见光范围,其中 n 1 < / sub>和 n 2 是整数, n 1 &lt; n 2

“

即使在19世纪后期,光谱学也是一门非常精确的科学,因此对氢的波长进行了非常高精度的测量,这意味着也可以非常精确地确定Rydberg常数。像里德伯格公式这样的简单公式可以解释如此精确的测量,这在当时似乎是令人吃惊的,但这是尼尔·玻尔(Neils Bohr)在1913年对发射光谱的最终解释,最终说服科学家放弃了经典物理学,并刺激了现代量子技术的发展。机械师。

本文改编自 Openstax,化学2e,第3.1节:电磁能

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