De spectroscopische techniek en de toepassing ervan worden kort beschreven

Lichtgolven worden geproduceerd door elektronen die in atomen bewegen. De elektronen in de atomen van verschillende stoffen bewegen anders, dus ze stoten verschillende lichtgolven uit. Het heeft een grote theoretische en praktische betekenis om de luminescentie en absorptie van verschillende stoffen te bestuderen en is een speciaal onderwerp geworden - spectroscopie.

Het spectrum dat direct wordt geproduceerd door de emissie van licht van een object wordt het emissiespectrum genoemd. Er zijn twee soorten emissiespectrum: continu spectrum en open spectrum.

Een continu spectrum van gekleurd licht, variërend van rood tot paars, wordt een continu spectrum genoemd. De emissiespectra van hete vaste, vloeibare en hogedrukgassen zijn continue spectra. Het licht van de elektrische gloeidraad en het licht van het hete staalwater vormen bijvoorbeeld een continu spectrum.

Een spectrum dat alleen discontinue heldere lijnen bevat, wordt een helder lijnenspectrum genoemd. De heldere lijnen in een open lijnspectrum worden spectrale lijnen genoemd en elke lijn komt overeen met een andere golflengte van licht. Het emissiespectrum van ijle gas of metaaldamp is het open-lijnspectrum. Het open-lijnspectrum wordt uitgestraald door atomen in een vrije toestand, dus wordt het ook wel atomisch spectrum genoemd. Wanneer je naar het atomaire spectrum van gassen kijkt, kun je de spectrale buis gebruiken, wat een dunne, gesloten glazen buis is met een lagedrukgas aan de binnenkant en twee elektroden aan beide uiteinden van de buis. Wanneer twee elektroden zijn aangesloten op een hoogspanningsbron, gloeit het dunne gas in de buis, waardoor een bepaalde kleur licht wordt geproduceerd.

Atoom spectrum van vast of vloeibaar materiaal, kan ze in de bunsenbrander of vlamboog zetten om te verbranden, laat ze gloeien na vergassing, je kunt aan de spectroscoop hun open lijnspectrum zien.

Experimenten hebben aangetoond dat verschillende atomen verschillende open-lijn spectra uitzenden, en elk element heeft een bepaald open lijnspectrum. Elk atoom kan alleen bepaalde golflengten van licht uitstralen die hun eigen kenmerken hebben. Daarom wordt de spectraallijn van het open lijnspectrum de karakteristieke spectraallijn van het atoom genoemd. De karakteristieke spectraallijnen van atomen kunnen worden gebruikt om stoffen te identificeren en de structuur van atomen te bestuderen.

Absorptiespectrum dat wordt uitgestraald door objecten in wit licht op hoge temperatuur (dat alle golflengten van het licht bevat) continue verspreiding door het materiaal, nadat sommige golflengten van licht worden geabsorbeerd door het materiaal van het spectrum, de zogenaamde absorptiespectra. Laat booglamp wit licht uitstralen, bijvoorbeeld door temperatuurgas met laag natriumgehalte (op alcohollamp waterjuffer doe wat zout, natriumzout thermische ontbinding kan gas produceren), en dan met spectroscoop waarnemen, zie je op de achtergrond van de continue spectrum heeft er twee heel dicht bij het donker komen, dit is het atomaire absorptiespectrum van natrium. Het is vermeldenswaard dat elke donkere lijn in het absorptiespectrum van verschillende atomen overeenkomt met een heldere lijn in het emissiespectrum van dat atoom. En wat dit laat zien, is dat het licht dat de atomen van het koude gas absorberen precies het licht is dat de atomen uitstoten bij hoge temperaturen. Daarom zijn spectraallijnen (donkere lijnen) in het absorptiespectrum ook karakteristieke spectraallijnen van atomen, maar deze worden gewoonlijk minder in het absorptiespectrum waargenomen dan in het open spectrum.

Spectrale analyse omdat elk atoom zijn eigen karakteristieke spectraallijnen heeft, stoffen kunnen worden geïdentificeerd en hun chemische samenstelling kan worden bepaald aan de hand van het spectrum. Deze methode wordt spectrale analyse genoemd. Bij spectrale analyse kunnen zowel emissie- als absorptiespectra worden gebruikt. Het voordeel van deze methode is dat deze zeer gevoelig en snel is. Een element met een gehalte van 10 tot 10 gram in een stof kan worden gedetecteerd uit zijn karakteristieke spectraallijn en kan worden gedetecteerd. Spectrale analyse is op grote schaal gebruikt in wetenschap en technologie:

Spectrale analyse is vereist bij het controleren of de halfgeleidermaterialen silicium en germanium voldoen aan de vereisten van hoge zuiverheid.

Historisch gezien heeft spectrale analyse ook geholpen om veel nieuwe elementen te identificeren. Rubidium en cesium werden bijvoorbeeld ontdekt door te kijken naar voorheen onbekende karakteristieke spectraallijnen in het spectrum.

Spectrale analyse is ook nuttig voor het bestuderen van de chemische samenstelling van hemellichamen. Aan het begin van de negentiende eeuw, toen het zonnespectrum werd bestudeerd, bleek dat er in zijn continue spectrum veel donkere lijnen waren. Oorspronkelijk weet ik niet wat de donkere lijnen zijn gevormd, dan begrijpen mensen de oorzaak van de absorptiespectra, weet gewoon dat dit van binnenuit de zonneglans is na een lage temperatuur van de atmosfeer van absorptiespectra in de zon. Deze bekabeling zorgvuldig analyseren, vergelijken met het spectrum van het atoom, mensen wisten dat de atmosfeer van de zon waterstof, helium, stikstof, koolstof, zuurstof, ijzer, magnesium, silicium, calcium, natrium, enzovoort bevat, tientallen elementen.

Patronen gerangschikt in volgorde volgens de golflengte na de scheiding van het licht in het dispersiesysteem, zoals het kleurenspectrum van de zonnestralen in continue distributie volgens de volgorde rood, oranje, geel, groen, indigo en paars. De structuur, het mechanisme, de aard en de toepassing van spectra in wetenschappelijk onderzoek en productiepraktijken hebben een rijke kennis opgebouwd en vormden een zeer belangrijk onderwerp - spectroscopie. Spectroscopie wordt zo veel gebruikt dat elk atoom zijn eigen unieke spectrum heeft, zoals een vingerafdruk. Ze vormen verschillende spectraallijnen volgens bepaalde regels. De eigenschappen van atomaire spectrale lijnen zijn nauw verwant aan atomaire structuren, wat een belangrijke basis is voor het bestuderen van atomaire structuren. Spectroscopie toepassing principe en experimentele methode van spectrale analyse kan worden gedaan, elk element heeft zijn unieke identificatielijn, zet een aantal substantie van het open lijn spectrum en de identiteit van de bekende elementen gegenereerd door het vergelijken van spectraallijn kan weten dat dit materiaal bestaat uit welke elementen , met behulp van spectrum kan niet alleen kwalitatieve materiële chemische samenstelling, en hoeveel elementen kunnen worden bepaald. De spectrale analysemethode heeft een hoge gevoeligheid en nauwkeurigheid. Bij geologische verkenning kan spectrale analyse worden gebruikt om sporenhoeveelheden edele metalen, zeldzame elementen of radioactieve elementen in het erts te detecteren. De snelheid van spectrale analyse is snel en de werkefficiëntie is sterk verbeterd. De chemische samenstelling van hemellichamen en de standaard voorlopers voor lengteaanpassing kan ook worden bestudeerd met behulp van spectrale analyse.

Een patroon dat is gerangschikt in de golflengte (of frequentie) nadat een dispersiesysteem (zoals een prisma of een rooster) het licht verdeelt. Zonlicht passeert bijvoorbeeld een prisma en vormt een kleurenspectrum dat continu wordt verdeeld in de volgorde rood, oranje, geel, groen, blauw, indigo en paars. Rood tot paars, overeenkomend met de golflengte van 7.700-3.900 Angstrom, is het zichtbare deel van het menselijk oog. Voorbij het rode uiteinde is de langere golflengte van infrarood licht, en voorbij het paarse uiteinde bevindt zich de kortere golflengte van ultraviolet licht, die niet met het blote oog kan worden gedetecteerd, maar kan worden vastgelegd met instrumenten.

Daarom kan het spectrum worden verdeeld in infraroodspectrum, zichtbaar spectrum en ultravioletspectrum volgens het golflengtegebied. Afhankelijk van de aard van de productie, kan het worden onderverdeeld in atoomspectrum en moleculair spectrum. Het kan worden onderverdeeld in emissiespectrum, absorptiespectrum en verstrooiingsspectrum. Het kan worden onderverdeeld in lijnspectrum, bandspectrum en continu spectrum.

Het spectrum is verdeeld in de volgende vormen

En dit is het lineaire spectrum.

Een spectrum bestaande uit smalle spectraallijnen. De lichtgolven gegenereerd door een enkelvoudig atoomgas of metaaldamp hebben een lineair spectrum, dus het lineaire spectrum wordt ook het atoomspectrum genoemd. Wanneer de energie van een atoom van een hoger energieniveau naar een lagere springt, straalt het lichtgolven met een enkele golflengte. Strikt genomen is er niet zoiets als een enkele golflengte van monochromatisch licht, omdat het energieniveau zelf een bepaald breedte- en dopplereffect heeft, de atomaire straling door spectraallijnen zal er altijd een zekere breedte zijn (zie verbreding); Zelfs binnen een smal bereik van golflengten zijn er nog steeds verschillende golflengtecomponenten. Atoomspectrum weerspiegelt de interne structuur van atomen volgens de verdelingsregel van de golflengte. Elk atoom heeft zijn eigen speciale spectrale reeks. Door het atomaire spectrum te bestuderen, kunnen we de interne structuur van het atoom begrijpen of een kwalitatieve en kwantitatieve analyse van de samenstelling van het monster maken.