Röviden leírjuk a spektroszkópiai technikát és annak alkalmazását

A fényhullámokat az atomokon belül mozgó elektronok állítják elő. A különböző anyagok atomjaiban lévő elektronok eltérően mozognak, így különböző fényhullámokat bocsátanak ki. Nagyon elméleti és gyakorlati jelentőségű a különböző anyagok lumineszcenciájának és abszorpciójának tanulmányozása, és speciális szubjektum-spektroszkópiává vált.

Az objektum fénykibocsátásával közvetlenül előállított spektrumot emissziós spektrumnak nevezzük. A kibocsátási spektrum két típusa létezik: folyamatos spektrum és nyílt spektrum.

A színes fény folyamatos spektrumát, a pirostól a lilaig terjedően, folyamatos spektrumnak nevezzük. A forró szilárd, folyékony és nagynyomású gázok kibocsátási spektruma folyamatos spektrum. Például az elektromos izzólámpa és a forró acélvíz fénye folyamatos spektrumot eredményez.

A csak folytonos fényes vonalakat tartalmazó spektrumot fényes vonal spektrumnak nevezzük. A nyílt vonal spektrális vonalait világos vonalakat spektrális vonalaknak nevezzük, és minden vonalnak más fény hullámhossza felel meg. A ritkaföldgáz vagy fémgőz kibocsátási spektruma a nyílt vonal spektruma. A nyílt vonal spektrumát az atomok szabad állapotban bocsátják ki, ezért atomos spektrumnak is nevezik. Ha megnézzük a gázok atom spektrumát, használhatjuk a spektrális csövet, amely egy vékony, zárt üvegcső, alacsony nyomású gázzal és két elektródával a cső mindkét végén. Ha két elektróda van egy nagyfeszültségű áramforráshoz csatlakoztatva, a csőben lévő vékony gáz fénylik, és bizonyos fényt hoz létre.

Szilárd vagy folyékony anyag atomtáblája, behelyezheti őket a Bunsen égő lángjába vagy elektromos ívébe, hogy égethessenek, és gázizálás után ragyogjanak, a spektroszkópból látható a nyílt vonal spektruma.

A kísérletek azt mutatták, hogy a különböző atomok különböző nyitott vonalú spektrumokat bocsátanak ki, és minden elemnek van egy nyitott vonal spektruma. Minden egyes atom csak olyan fénysugárhőmérsékleteket bocsát ki, amelyeknek saját tulajdonságaik vannak. Ezért a nyílt vonal spektrumának spektrális vonalát az atom jellegzetes spektrális vonala nevezik. Az atomok jellemző spektrális vonalait fel lehet használni az anyagok azonosítására és az atomok szerkezetének tanulmányozására.

A magas hőmérsékletű fehér fényben lévő objektumok által kibocsátott abszorpciós spektrum (amely a fény összes hullámhosszát tartalmazza) folytonos eloszlás az anyagon, bizonyos fény hullámhossza után abszorpciós spektrum anyaga abszorbeálja. Hagyja, hogy az ívlámpa fehér fényt bocsásson ki, például alacsony hőmérsékletű gázzal (alkoholos lámpánál, amelyen valamilyen sót hoznak, a nátriumsó termikus bomlása gázt termel), majd megfigyelni a spektroszkópot, a folyamatos A spektrum kettő nagyon közel van a sötéthez, ez a nátrium atomabszorpciós spektruma. Érdemes megjegyezni, hogy a különböző atomok abszorpciós spektrumában minden sötét vonalnak egy olyan fényes vonala felel meg az atom emissziós spektrumában. És ez azt mutatja, hogy az a fény, amelyet a hideg gáz atomjai abszorbeálnak, pontosan az a fény, amelyet az atomok magas hőmérsékleten emittálnak. Ezért a spektrális vonalak (sötét vonalak) az abszorpciós spektrumban szintén jellegzetes spektrális atomvonalak, de általában az abszorpciós spektrumban kevésbé látszanak, mint a nyitott spektrumban.

Spektrális analízis, mivel minden atomnak saját jellegzetes spektrális vonalai vannak, az anyagok azonosíthatók és kémiai összetételük a spektrum szerint határozható meg. Ezt a módszert spektrális elemzésnek nevezzük. A spektrális analízis során mind a kibocsátási, mind az abszorpciós spektrum használható. Ennek az eljárásnak az előnye, hogy nagyon érzékeny és gyors. Az anyagban lévő 10-10 gramm tartalmú elem kimutatható a jellegzetes spektrális vonalból, és kimutatható. A spektrumelemzést széles körben használják a tudomány és a technológia területén:

Spektrális analízis szükséges annak ellenőrzésénél, hogy a szilícium és a germánium félvezető anyagok megfelelnek-e a nagy tisztaság követelményeinek.

Történelmileg a spektrális elemzés számos új elemet is felismert. Például a rubídiumot és a céziumot felfedezték a korábban ismeretlen jellemző spektrális vonalak spektrumában.

A spektrális analízis az égi testek kémiai összetételének tanulmányozására is alkalmas. A tizenkilencedik század elején, a napspektrum tanulmányozása során azt tapasztalták, hogy sok sötét vonala van a folyamatos spektrumában. Eredetileg nem tudom, mi alakulnak ki a sötét vonalak, akkor az emberek megértik az abszorpciós spektrumok okát, csak tudják, hogy ez a napsugárzás belsejében van a napsugárzás abszorpciós spektrumának alacsony hőmérséklete után. Figyelembe véve ezeket a vezetékeket, hasonlítsa össze az atom spektrumával, az emberek tudják, hogy a nap légkörében hidrogén, hélium, nitrogén, szén, oxigén, vas, magnézium, szilícium, kalcium, nátrium és így több tucat elem található.

A diszperziós rendszerben levő fényeloszlás után a hullámhossz alapján sorba rendezett minták, például a napsugarak szín szerinti spektruma folyamatos eloszlásban a vörös, narancssárga, sárga, zöld, indigó és lila sorrend szerint. A spektrumok szerkezete, mechanizmusa, jellege és alkalmazása a tudományos kutatásban és a gyártási gyakorlatban felhalmozta a gazdag tudást, és nagyon fontos tárgyi spektroszkópiát jelentett. A spektroszkópiát annyira széles körben használják, hogy minden atomnak saját egyedi spektruma van, mint például ujjlenyomat. Számos spektrális vonalat alkotnak bizonyos szabályok szerint. Az atomi spektrális vonalak tulajdonságai szorosan kapcsolódnak az atomi struktúrákhoz, ami fontos alapja az atommagok tanulmányozásának. Spektroszkópia alkalmazásának elve és a spektrális analízis kísérleti módszere is elvégezhető, minden elemnek egyedi azonosító vonala van, a nyitott vonal spektrumának bizonyos anyaga van, és a spektrális vonal összehasonlításával generált ismert elemek azonossága tudja, hogy ezek az anyagok alkotják azokat az elemeket , a spektrum használata nemcsak minőségi anyagkémiai összetétel, hanem hány elem meghatározható. A spektrális elemzési módszer nagy érzékenységgel és pontossággal rendelkezik. A geológiai kutatások során spektrális elemzést alkalmazhat a nemesfémek, a ritka elemek vagy az ércben lévő radioaktív elemek nyomnyi mennyiségének kimutatására. A spektrális analízis gyorsasága gyors, és a munka hatékonysága jelentősen javult. Az égi testek kémiai összetételét és a hosszúság-beállítást biztosító standard progenitorokat spektrális elemzéssel is meg lehet vizsgálni.

A diszperziós rendszer (például prizma vagy rács) után a hullámhossz (vagy frekvencia) sorrendje szerint elrendezett minta osztja a fényt. Például a napfény áthalad egy prizmán, és színspektrumot képez, amely folyamatosan eloszlik a vörös, narancssárga, sárga, zöld, kék, indigó és lila sorrendben. A piros lila, amely a 7 700-3 900 angström hullámhosszának felel meg, az emberi szem látható része. A piros végen túl az infravörös fény hosszabb hullámhossza, és a lila végén túl az ultraibolya fény rövidebb hullámhossza, amelyet szabad szemmel nem lehet kimutatni, hanem műszerrel rögzíthető.

Ezért a spektrum infravörös spektrumra, látható spektrumra és ultraibolya spektrumra osztható a hullámhossz régiónként. A termelés jellege szerint atomos spektrumra és molekuláris spektrumra osztható. Emissziós spektrumra, abszorpciós spektrumra és szórási spektrumra osztható. Soros vonal spektrum, sáv spektrum és folyamatos spektrum.

A spektrum a következő formákra oszlik

És ez a lineáris spektrum.

Szűk spektrális vonalakból álló spektrum. Az egyszeres atomgázzal vagy fémgőzzel generált fényhullámok lineáris spektrummal rendelkeznek, így a lineáris spektrumot atomos spektrumnak is nevezik. Ha egy atom energia magasabb energiaszintről az alsó szintre ugrik, egyetlen hullámhosszú fényhullámokat sugároz. Szigorúan szólva ez nem létezik egyetlen hullámhosszú monokromatikus fény, mivel maga az energiaszint rendelkezik bizonyos szélességű és doppler hatással, a spektrális vonalakat sugárzó atomos sugárzás mindig bizonyos szélességű lesz (lásd a kiterjesztést); Még a hullámhossz szűk tartományában is vannak különböző hullámhosszú komponensek. Az atomi spektrum tükrözi az atomok belső szerkezetét a hullámhossz eloszlási szabályának megfelelően. Mindegyik atom rendelkezik saját speciális spektrális sorozattal. Az atom spektrum tanulmányozásával megérthetjük az atom belső szerkezetét, vagy minőségi és kvantitatív elemzést készíthetünk a minta összetételéről.