Spektrisarja

Se Spektrisarja Ne koostuvat sarjasta värillisiä viivoja tummalla taustalla tai kirkkaat raidat, jotka on erotettu tummilla alueilla, jotka säteilevät valoa kaikenlaisista aineista.

Nämä viivat visualisoidaan spektrometrin avulla, laitteella, joka koostuu prismista tai hienosti jaetusta telineestä, joka kykenee erottamaan valon eri komponentit.

Eri aineiden ja aurinko absorptiospektrit. Lähde: Wikmedia Commons.

Näitä linjoja kutsutaan spektri Ja jokaisella aineella on karakateristispektri, eräänlainen sormenjälki, joka tunnistaa sen läsnäolon esineestä tulevan valossa. Tämä johtuu siitä, että jokaisella atomilla on oma elektronikokoonpano ja sallittu energiatasot.

Siksi spektrilinjojen löytäminen on tähtitieteilijöiden laajasti käyttämä tekniikka tähtien koostumuksen selvittämiseen heidän lähettämänsä valon kautta. Itse asiassa kaikki, mitä tähtitieteilijät tietävät tähdet, tulee heidän spektreistään, riippumatta siitä, onko päästö tai absorptio.

Spektrien alkuperä

Spektrien läsnäolo johtuu atomien kokoonpanosta. Itse asiassa elektronit pysyvät ytimen ympärillä alueilla, joita kutsutaan Kiertoradat, Sijaitsee tietyillä erillisillä etäisyyksillä hänestä.

Esimerkiksi vety, yksinkertaisin elementti, kiertoradiot annetaan 0: lla.053 ∙ N² Nanometrit, joissa n = 1, 2, 3, 4, .. . Väliarvot eivät ole sallittuja niiden välillä, joten sanotaan, että orbitaalit ovat kvantisoitu. Myös kunkin kiertoradan energiatila on kvantisoitu.

Tällaiset rajoitukset saavat elektronit käyttäytymään samanaikaisesti hiukkasten ja myös aaltojen kanssa, aivan kuten valo. Elektronit voivat kuitenkin siirtyä kiertoradasta toiseen, muuttaen atomin energiatilaa.

Sähkömagneettinen energian imeytyminen ja päästö

Esimerkiksi, jos elektroni siirtyy sisäisestä kiertoradalla, vähemmän energialla, toiseen ulkoiseen ja energiseen, on välttämätöntä hankkia tarvittava sähkömagneettinen energia, joka varastoidaan atomiin. Tätä prosessia kutsutaan imeytyminen.

Toisaalta, jos elektroni siirtyy vielä yhdestä ulkoisesta kiertoradan sisäisestä, siirtymävaiheessa fotoni säteilee, kevyessä muodossa, mikä on energiaa, joka vastaa energiaeroa kiertoratojen välillä. Aallonpituus vastaa tätä eroa ja sen annetaan:

Voi palvella sinua: Orion Nebula: Alkuperä, sijainti, ominaisuudet ja tiedot

 Missä:

• E on energiaa
• λ on aallonpituus
• H on Planckin vakio
• C on valon nopeus

Spektrityypit

On sekä absorptio- että emissiospektri. Heikon kaasun spektri on erilainen kuin kiinteä kiinteä lämpötila korkeassa lämpötilassa.

Jatkuva spektri

Jotkut lähteet lähettävät spektrejä, joiden värilliset viivat muuttuvat varovasti ja sisältävät kaikki värit. Tätä kutsutaan jatkuvaksi spektriksi, esimerkiksi se, joka tuottaa hehkulampun filamentin.

Päässpektri

Se on se, joka säteilee tiettyjä kuumia aineita ja koostuu muutamasta tietyn aallonpituuden rivistä.

Tämän tyyppisiä spektriä tuottavat heikot ja kuumat kaasut, kuten fluoresoivat putket täyttävät. Boreal Aurora on toinen esimerkki päästöistä, joita esiintyy maan ylemmän ilmakehän kaasuissa. Ne tuottavat myös päästöspektrejä joitain tähtienvälisiä kaasupilviä.

Absorptiospektri

Tämä spektri on se, mitä vastaanotetaan, kun tiheän ja erittäin kuuman esineen valo kulkee kylmemmän kaasun läpi. Siinä havaitaan melkein kaikkia värejä, mutta jotkut näyttävät vähentyviltä ja atomien tai kaasumolekyylien absorboivissa aallonpituudessa syntyy joitain tummia raitoja.

Kirchoffin spektroskopian lakit

Kirchoffin spektroskopian lait osoittavat, missä olosuhteissa edellä kuvattuja erilaisia ​​spektrejä on muodostettu:

1. Jatkuvat spektrit: Jokainen esine pääsee ne korkealla paineella ja lämpötilassa.
2. Päästöspektrit: Ne tuotetaan matalalla paineella matalapaineessa, joka säteilee hyvin määriteltyjä aallonpituuksia, jotka vastaavat jokaista kaasua muodostavia elektronisia siirtymiä, jotka vastaavat kutakin elementtiä.
3. Absorptiospektrit: tuotetaan kaasut alhaisissa lämpötiloissa, jotka sijaitsevat lähellä jatkuvan säteilyn fontteja. Kaasuatomit tai molekyylit absorboivat vain tiettyjä aallonpituuksia.

Se voi palvella sinua: Astroclymics: Historia, mitä tutkimuksia, sivukonttoreita

Vety emissiospektri

Vetypäästöspektri on erityisen tärkeä, koska se on runsain elementti koko maailmankaikkeudessa ja sisältää paljon tärkeätä tietoa tähtiä ja maitomaista.

Vetypektrin linjat löysivät eri tutkijat ja kukin on nimetty.

Balmer -sarja

Vety emittoi näkyvän spektrin erilaisia ​​viivoja:.6 nm, ja jos se hajoaa kiertoradalla 4 - 2, sitten emitsi 486 sinistä valoa.1 nm.

Vetyemissiospektri, joka näyttää linjat, jotka vastaavat näkyvää valoa ja kaksi ultraviolettiviivaa vasemmalla. Lähde: Wikmedia Commons.

Vuonna 1885 (ennen kuin Bohr ehdotti hänen teoriansa), Tanteo löysi matemaatikot ja sveitsiläinen professori Johann Balmer (1825-1898) kaavan näiden viivojen aallonpituuksien λ määrittämiseksi:

Missä:

• R on Rydbergin vakio: 1.097 × 10⁷ m^-1
• N = 3, 4, 5 .. ., eli n ≥ 3 (kokonainen).

Esimerkiksi n = 3 Balmer -yhtälössä:

Vastaa punainen viiva oikealle, esitettävä yllä olevassa kuvassa. Balmer -sarjan löytäminen sai muut tutkijat etsimään linjoja muualla vetypektrissä ja muissa kaasuissa.

Lyman -sarja

Huomaa, että kuvassa esitetty vetypektri sisältää joitain viivoja ultravioletissa, kaksi äärimmäistä vasemmalle, joiden aallonpituudet ovat 397.0 nm ja 388.9. nm.

Itse asiassa nämä ultravioletin linjat vastaavat niin kutsutua Lyman -sarjaa, jonka fyysikko Theodore Lyman löysi vuonna 1906. Sen kaava on:

Voi palvella sinua: BTU (lämpöyksikkö): ekvivalenssit, käytöt, esimerkit

Rydbergin vakio jälleen: 1.097 × 10⁷ m^-1, Mutta n = 2, 3, 4 ..., se on n ≥ 2 ja kokonainen, joten lopullinen taso vastaa aina n = 1.

Paschen -sarja

Saksan fyysikko Friederich Paschen löysi Paschen -sarjan vuonna 1908, ja se on voimassa n ≥ 4: lle, ts. N = 4, 5, 6 ..

Paschen -linjat löytyvät lähitulevaisuudesta ja lopullinen taso on n = 3, ts. Niiden arvot ilmenevät, kun elektroni laskee korkeammista tasoista n = 3: een. Koska Lyman -sarja on ultravioletissa, päätellään, että Balmer -sarja on Lymanin ja Paschenin välillä.

Brackett -sarja

Tämä sarja Frederick Brackett, joka on löytänyt vuonna 1922, amerikkalainen fyysikko, sijaitsee kaukaisessa infrapunassa ja koostuu spektriviivoista, jotka vastaavat vetysiirtymiä, jotka alkavat kohdasta n = 5, ja jatka:

Pfund -sarja

Pfund -sarjan löysi vuonna 1924 amerikkalainen fyysikko August Hermann Pfund ja viittaa siirtymiin, jotka alkavat n = 5, kaukaisessa infrapunakaistassa:

Viitteet

1. Arny, t. 2017. Tutkimukset: Johdatus tähtitieteeseen. Kahdeksas. Ed. McGraw Hill.
2. Bauer, W. 2011. Fysiikka tekniikkaan ja tieteisiin. Nide 2. MC Graw Hill.
3. Chang, R. 2013. Kemia. 11Va. Painos. MC Graw Hill Education.
4. Sears, Zemansky. 2016. Yliopiston fysiikka, jolla on moderni fysiikka. 14. päivä. Ed. Nide 2. Pearson.
5. Windows avaa maailmankaikkeudelle. Erilaisia ​​spektrejä. Toipunut: Media4.OSPPM.fr.