Die spektroskopische Technik und ihre Anwendung werden kurz beschrieben

Lichtwellen werden von Elektronen erzeugt, die sich innerhalb von Atomen bewegen. Die Elektronen in den Atomen verschiedener Substanzen bewegen sich unterschiedlich und emittieren unterschiedliche Lichtwellen. Es ist von großer theoretischer und praktischer Bedeutung, die Lumineszenz und Absorption verschiedener Substanzen zu studieren und ist zu einem besonderen Thema geworden - der Spektroskopie.

Das Spektrum, das direkt durch die Emission von Licht von einem Objekt erzeugt wird, wird Emissionsspektrum genannt. Es gibt zwei Arten von Emissionsspektren: kontinuierliches Spektrum und offenes Spektrum.

Ein kontinuierliches Spektrum von farbigem Licht, das von Rot bis Violett reicht, wird als kontinuierliches Spektrum bezeichnet. Die Emissionsspektren von heißen Fest-, Flüssig- und Hochdruckgasen sind kontinuierliche Spektren. Zum Beispiel bilden das Licht von dem elektrischen Filament und das Licht von dem heißen Stahlwasser ein kontinuierliches Spektrum.

Ein Spektrum, das nur diskontinuierliche helle Linien enthält, wird als helles Linienspektrum bezeichnet. Die hellen Linien in einem offenen Linienspektrum werden Spektrallinien genannt, und jede Linie entspricht einer anderen Wellenlänge des Lichts. Das Emissionsspektrum von verdünntem Gas oder Metalldampf ist das offene Linienspektrum. Das offene Linienspektrum wird von Atomen in einem freien Zustand emittiert, daher wird es auch Atomspektrum genannt. Wenn Sie sich das atomare Spektrum von Gasen ansehen, können Sie das Spektralrohr verwenden, bei dem es sich um ein dünnes, geschlossenes Glasrohr mit einem Niederdruckgas im Inneren und zwei Elektroden an beiden Enden des Rohrs handelt. Wenn zwei Elektroden an eine Hochspannungsquelle angeschlossen sind, leuchtet das dünne Gas in der Röhre und erzeugt eine bestimmte Lichtfarbe.

Atomspektrum von festem oder flüssigem Material, kann sie in die Bunsenbrennerflamme oder -lichtbogen setzen, um sie zu brennen, sie nach der Vergasung glühen lassen, können Sie vom Spektroscope ihr offenes Linienspektrum sehen.

Experimente haben gezeigt, dass verschiedene Atome verschiedene offene Linienspektren emittieren und jedes Element ein bestimmtes offenes Linienspektrum aufweist. Jedes Atom kann nur bestimmte Wellenlängen des Lichts emittieren, die ihre eigenen Eigenschaften haben. Daher wird die Spektrallinie des offenen Linienspektrums die charakteristische Spektrallinie des Atoms genannt. Die charakteristischen Spektrallinien von Atomen können verwendet werden, um Substanzen zu identifizieren und die Struktur von Atomen zu untersuchen.

Absorptionsspektrum von Objekten in Hochtemperatur-Weißlicht (die alle Wellenlängen von Licht enthält) kontinuierliche Verteilung durch Material, nachdem einige Wellenlängen von Licht durch das Material des Spektrums, genannt Absorptionsspektren absorbiert wird. Lassen Sie Bogenlampe weißes Licht emittieren, zum Beispiel durch Temperatur Gas mit niedrigem Natriumgehalt (auf Alkohol Lampe Damselfly setzen etwas Salz, Natriumsalz thermische Zersetzung kann Gas erzeugen), und dann mit Spektroskop zu beobachten, werden Sie im Hintergrund des kontinuierlichen sehen Spektrum hat zwei sehr nahe an die Dunkelheit, das ist Natrium Atomabsorptionsspektrum. Es ist bemerkenswert, dass jede dunkle Linie im Absorptionsspektrum verschiedener Atome einer hellen Linie im Emissionsspektrum dieses Atoms entspricht. Und das zeigt, dass das Licht, das die Atome des kalten Gases absorbieren, genau das Licht ist, das die Atome bei hohen Temperaturen emittieren. Daher sind Spektrallinien (dunkle Linien) im Absorptionsspektrum auch charakteristische Spektrallinien von Atomen, aber sie werden gewöhnlich weniger im Absorptionsspektrum als im offenen Spektrum gesehen.

Spektralanalyse Da jedes Atom seine eigenen charakteristischen Spektrallinien hat, können Substanzen identifiziert und ihre chemische Zusammensetzung entsprechend dem Spektrum bestimmt werden. Diese Methode wird Spektralanalyse genannt. Bei der Spektralanalyse können sowohl Emissions- als auch Absorptionsspektren verwendet werden. Der Vorteil dieser Methode ist, dass sie sehr empfindlich und schnell ist. Ein Element mit einem Gehalt von 10 bis 10 Gramm in einer Substanz kann von seiner charakteristischen Spektrallinie detektiert werden und kann detektiert werden. Spektralanalyse wurde weit verbreitet in Wissenschaft und Technologie verwendet:

Eine Spektralanalyse ist erforderlich, wenn geprüft wird, ob die Halbleitermaterialien Silizium und Germanium die Anforderungen hoher Reinheit erfüllen.

Historisch hat die Spektralanalyse auch dazu beigetragen, viele neue Elemente zu identifizieren. Zum Beispiel wurden Rubidium und Cäsium durch Betrachten von bisher unbekannten charakteristischen Spektrallinien im Spektrum entdeckt.

Die Spektralanalyse ist auch nützlich, um die chemische Zusammensetzung von Himmelskörpern zu untersuchen. Zu Beginn des 19. Jahrhunderts wurde bei der Untersuchung des Sonnenspektrums festgestellt, dass sich in seinem kontinuierlichen Spektrum viele dunkle Linien befanden. Ursprünglich weiß nicht, was die dunklen Linien gebildet werden, dann verstehen die Leute die Ursache der Absorptionsspektren, nur wissen, dass dies aus dem Inneren der Sonne ist, die nach der niedrigen Temperatur der Sonnenatmosphäre von Absorptionsspektren blendet. Sorgfältig analysierten wir diese Verdrahtung, verglichen sie mit dem Spektrum des Atoms. Die Menschen wussten, dass die Sonnenatmosphäre Wasserstoff, Helium, Stickstoff, Kohlenstoff, Sauerstoff, Eisen, Magnesium, Silizium, Kalzium, Natrium und so weiter Dutzende von Elementen enthält.

Muster angeordnet in der Reihenfolge nach der Wellenlänge nach der Lichttrennung im Dispersionssystem, wie das Farbspektrum der Sonnenstrahlen in kontinuierlicher Verteilung in der Reihenfolge Rot, Orange, Gelb, Grün, Indigo und Violett. Die Struktur, der Mechanismus, die Natur und die Anwendung von Spektren in der wissenschaftlichen Forschung und Produktionspraxis haben reiches Wissen angesammelt und bildeten ein sehr wichtiges Thema - die Spektroskopie. Spektroskopie ist so weit verbreitet, dass jedes Atom sein eigenes einzigartiges Spektrum hat, wie ein Fingerabdruck. Sie bilden mehrere Spektrallinien nach bestimmten Regeln. Die Eigenschaften atomarer Spektrallinien sind eng mit atomaren Strukturen verknüpft, was eine wichtige Grundlage für das Studium atomarer Strukturen darstellt. Spektroskopie-Anwendung Prinzip und experimentelle Methode der Spektralanalyse kann durchgeführt werden, jedes Element hat seine einzigartige Identifikationslinie, setzen einige Substanz des offenen Linienspektrums und die Identität der bekannten Elemente durch Vergleich Spektrallinie generiert können diese Materialien besteht aus welchen Elementen , unter Verwendung des Spektrums kann nicht nur die qualitative materielle chemische Zusammensetzung, und wie viele Elemente bestimmt werden können. Die Spektralanalyse hat eine hohe Empfindlichkeit und Genauigkeit. Bei der geologischen Erkundung kann die Spektralanalyse verwendet werden, um Spurenmengen von Edelmetallen, seltenen Elementen oder radioaktiven Elementen im Erz nachzuweisen. Die Geschwindigkeit der Spektralanalyse ist schnell und die Arbeitseffizienz ist stark verbessert. Die chemische Zusammensetzung von Himmelskörpern und die Standardvorläufer für die Längeneinstellung können ebenfalls durch Spektralanalyse untersucht werden.

Ein Muster, das in der Reihenfolge der Wellenlänge (oder der Frequenz) nach einem Dispersionssystem (wie einem Prisma oder Gitter) angeordnet ist, teilt das Licht. Zum Beispiel geht Sonnenlicht durch ein Prisma und bildet ein Farbspektrum, das kontinuierlich in der Reihenfolge Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo und Purpur verteilt ist. Rot bis Violett, entsprechend der Wellenlänge von 7.700-3.900 Angström, ist der sichtbare Teil des menschlichen Auges. Jenseits des roten Endes ist die längere Wellenlänge des Infrarotlichts und jenseits des violetten Endes ist die kürzere Wellenlänge des ultravioletten Lichts, das mit dem bloßen Auge nicht detektiert werden kann, aber durch Instrumente aufgezeichnet werden kann.

Daher kann das Spektrum gemäß dem Wellenlängenbereich in ein Infrarotspektrum, ein sichtbares Spektrum und ein Ultraviolettspektrum unterteilt werden. Je nach Art der Produktion kann es in Atomspektrum und Molekülspektrum unterteilt werden. Es kann in Emissionsspektrum, Absorptionsspektrum und Streuspektrum unterteilt werden. Es kann in Linienspektrum, Bandspektrum und kontinuierliches Spektrum unterteilt werden.

Das Spektrum ist in folgende Formen unterteilt

Und das ist das lineare Spektrum.

Ein Spektrum aus schmalen Spektrallinien. Die Lichtwellen, die durch einatomiges Gas oder Metalldampf erzeugt werden, haben ein lineares Spektrum, daher wird das lineare Spektrum auch atomares Spektrum genannt. Wenn die Energie eines Atoms von einem höheren Energieniveau zu einem niedrigeren Energieniveau springt, strahlt es Lichtwellen einer einzigen Wellenlänge aus. Streng genommen gibt es keine einzige Wellenlänge monochromatischen Lichts, da das Energieniveau selbst eine gewisse Breite und Dopplerwirkung hat, die Atomstrahlung durch Spektrallinien dort immer eine gewisse Breite haben wird (siehe Verbreiterung); Selbst innerhalb eines engen Wellenlängenbereichs gibt es immer noch verschiedene Wellenlängenkomponenten. Das Atomspektrum spiegelt die interne Struktur von Atomen gemäß der Verteilungsregel der Wellenlänge wider. Jedes Atom hat seine eigene spezielle spektrale Reihe. Durch Untersuchung des Atomspektrums können wir die innere Struktur des Atoms verstehen oder die Zusammensetzung der Probe qualitativ und quantitativ analysieren.