2020-06-10
499
Тема: Источники света. Виды излучений. Спектры. Спектральный анализ.
Учебный материал
Задание 1. Перепишите учебный материал
Свет – электромагнитная волна с длиной волны 400 нм -800нм. Электромагнитные волны излучаются при ускоренном движении частиц.
Эти заряженные частицы входят в состав атомов, из которых состоит вещество. Для того чтобы атом начал излучать, ему необходимо передать энергию. Излучая, атом теряет полученную энергию и для свечения вещества необходим приток энергии к атомам извне. Когда начинает звучать струна? Начинает звучать после удара молоточка по струне. Как в струне рояля нет звука, так и внутри атома нет света. Только возбужденный излучает свет.
Тепловое излучение – это излучение нагретых тел.
Чем выше температура тела, тем быстрее движутся в нем атомы. При столкновении быстрых атомов (или молекул) друг с другом часть их кинетической энергии превращается в энергию возбуждения атомов, которые затем излучают свет (Солнце, лампа накаливания, пламя и др.)
|
|
|
Электролюминисценция
Энергия, необходимая атомам для излучения, может поступать и из нетепловых источников. При разряде в газе электрическое поле увеличивает кинетическую энергию электронов. Быстрые электроны возбуждают атомы в результате неупругого соударения с ними. Возбужденные атомы отдают энергию в виде световых волн. В результате этого разряд в газе сопровождается свечением. (трубки для рекламных надписей, северное сияние и другие)
Катодолюминисценция
Свечение твердых тел, вызванное бомбардировкой этих тел электронами (электронно-лучевые трубки телевизоров)
Хемилюминисценция
Некоторые химические реакции, идут с выделением энергии, и часть этой энергии расходуется на излучение света. Источник света имеет температуру окружающей среды. Это явление называется хемилюминесценцией.
Электроны возбуждаются от химических реакций. (светлячки и другие живые организмы, бактерии, насекомые, многие рыбы)
Фотолюминисценция
Падающий на вещество свет возбуждает атомы вещества, после чего они излучают свет (светящиеся краски, дорожные знаки)
Задание 2. Заполните таблицу
| Естественные источники света | Искусственные источники |
а) светлячок б) лампа в) машина г) Луна д) молния
е) пламя ж) костер з) звезды и) дерево к) Солнце
Задание 3. Выберите один верный ответ.
1. Свет — излучение, которое
1) делает видимым различные тела 2) воспринимается глазом человека
3) нагревает освещенные предметы 4) испускает нагретое тело
|
|
|
2. Источники света бывают
1) только естественные 2) только искусственные
3) смешанные 4) естественные или искусственные
3. Как подразделяются источники света в зависимости от явления, вызывающего свечение тела?
1) Тепловые и люминесцентные 2) Тепловые и электрические
3) Тепловые и механические 4) Люминесцентные и магнитные
4. Тепловое излучение – это излучение, возникающие за счет…
1) внутренней энергии излучающего тела
2) энергии электронов, бомбардирующих поверхность твердого тела
3) энергии электромагнитных волн, поглощенных излучаемым телом
4) энергии, выделяющейся при некоторых химических реакциях
5. Электролюминесценция – это излучение, возникающие за счет энергии …
1) электронов, бомбардирующих поверхность твердого тела
2) электрического поля, которая сообщается электронам, соударяющимися с атомами излучающего тела
3) электромагнитных волн, поглощенных атомами излучающегося тела
4) выделяющейся при электрическом взаимодействии ионов излучающегося тела
6. Свечение твердых тел, вызванное бомбардировкой их электронами, называют
1) катодолюминесценции; 2) фотолюминесценции;
3)электролюминесценции
7. Свечение лампы дневного света относится к
1) хемилюминесценции; 2) катодолюминесценции;
3) электролюминесценции; 4) фотолюминесценции
8. Свечение светлячков относится к…
1) хемилюминесценции; 2)катодолюминесценции;
3) электролюминесценции
9. Выбери источники теплового излучения:
1)звёзды; 2)медуза; 3) пламя; 4)экран телевизора
10. Излучение, при котором потери атомом энергии на излучение света компенсируются за счет энергии теплового движения атомов излучающего тела, называется
1) Тепловым излучением 2) Катодолюминесценцией
3) Хемилюминесценцией 4) Фотолюминесценцией
5) Электролюминесценцией
11. Излучение, которое наблюдается в полупроводниках и кристаллофосфорах, атомы которых переходят в возбуждённое состояние под воздействием пропущенного электрического тока или приложенного электрического поля, называется
1) Тепловым излучением 2) Катодолюминесценцией
3) Хемилюминесценцией 4) Фотолюминесценцией
5) Электролюминесценцией
Тема: Спектры. Виды спектров. Спектральный анализ.
Учебный материал
Спектр
Слово «спектр» в физику ввел Ньютон. В переводе с классической латыни слово «спектр» означает «дух», «привидение», что довольно точно отражает суть явления – возникновение радуги при прохождении бесцветного солнечного света через прозрачную призму.
Все источники не дают свет строго определенной длины волны. Распределение излучения по частотам характеризуется спектральной плотностью интенсивности излучения.
Типы спектров
Спектры испускания. 
Совокупность частот или длин волн, которые содержатся в излучении какого-либо вещества, называют спектром испускания. Они бывают трех видов.
Сплошной В наблюдаемых спектрах мы видим все цвета радуги, то есть волны всех длин. В спектре нет разрывов, и он представляет сплошную, непрерывную разноцветную полосу. Такие спектры называют непрерывными или сплошными. Солнечный спектр или спектр дугового фонаря является непрерывным. Непрерывные (или сплошные) спектры, как показывает опыт, дают тела, находящиеся в твердом или жидком состоянии, а также сильно сжатые газы. Для получения непрерывного спектра нужно нагреть тело до высокой температуры. Характер непрерывного спектра и сам факт его существования определяются не только свойствами отдельных излучающих атомов, но и в сильной степени зависят от взаимодействия атомов друг с другом. Непрерывный спектр дает также высокотемпературная плазма. Электромагнитные волны излучаются плазмой в основном при столкновении электронов с ионами.
|
|
|
Линейчатый спектр.
Каждый из спектров - это частокол цветных линий различной яркости, разделённых широкими тёмными полосами. Такие спектры называются линейчатыми. Наличие линейчатого спектра означает, что вещество излучает свет только вполне определенных длин волн (точнее, в определенных очень узких спектральных интервалах). Каждая из линий имеет конечную ширину.
Линейчатые спектры дают все вещества в газообразном атомарном (но не молекулярном) состоянии. В этом случае свет излучают атомы, которые практически не взаимодействуют друг с другом. Это самый фундаментальный, основной тип спектров. Изолированные атомы данного химического элемента излучают строго определенные длины волн. При увеличении плотности атомарного газа отдельные спектральные линии расширяются и, наконец при очень большой плотности газа, когда взаимодействие атомов становится существенным, эти линии перекрывают друг друга, образуя непрерывный спектр.
Полосатые спектры.
Как вы думаете, чем отличаются спектры, которые излучаются атомами от молекулярных? Для наблюдения молекулярных спектров так же, как и для наблюдения линейчатых спектров, обычно используют свечение паров в пламени или свечение газового разряда. С помощью очень хорошего спектрального аппарата можно обнаружить, что каждая полоса представляет собой совокупность большого числа очень тесно расположенных линий, разделённых тёмными промежутками. Это полосатый спектр. В отличие от линейчатых спектров полосатые спектры создаются не атомами, а молекулами, не связанными или слабо связанными друг с другом.
Спектры поглощения.
Все вещества, атомы которых находятся в возбужденном состоянии, излучают световые волны, энергия которых определенным образом распределена по длинам волн. Поглощение света веществом также зависит от длины волны. Так, красное стекло пропускает волны, соответствующие красному свету и поглощает все остальные. Если пропускать белый свет сквозь холодный, неизлучающий газ, то на фоне непрерывного спектра источника появляются темные линии. Газ поглощает наиболее интенсивно свет как раз тех длин волн, которые он испускает в сильно нагретом состоянии. Темные линии на фоне непрерывного спектра - это линии поглощения, образующие в совокупности спектр поглощения.
|
|
|
Спектральные аппараты
Для исследования спектров используются приборы СПЕКТРОСКОП и СПЕКТРОГРАФ.
Спектральный анализ
Линейчатые спектры играют особо важную роль, потому что их структура прямо связана со строением атома. Ведь эти спектры создаются атомами, не испытывающими внешних воздействий. Главное свойство линейчатых спектров состоит в том, что длины волн (или частоты) линейчатого спектра какого-либо вещества зависят только от свойств атомов этого вещества, но совершенно не зависят от способа возбуждения свечения атомов. Атомы любого химического элемента дают спектр, не похожий на спектры всех других элементов: они способны излучать строго-определенный набор длин волн.
На этом основан спектральный анализ - метод определения химического состава вещества по его спектру. Подобно отпечаткам пальцев у людей линейчатые спектры имеют неповторимую индивидуальность. Неповторимость узоров на коже пальца помогает часто найти преступника. Точно так же благодаря индивидуальности спектров каждого атома химического элемента, имеется возможность определить химический состав тела. С помощью спектрального анализа можно обнаружить данный элемент в составе сложного вещества, если даже его масса не превышает 10-10г. Это очень чувствительный метод. Количественное содержание элемента в исследуемом образце определяется путем сравнения интенсивности отдельных линий спектра этого элемента с интенсивностью линий другого химического элемента, количественное содержание которого в образце известно. Количественный анализ состава вещества по его спектру затруднен, так как яркость спектральных линий зависит не только от массы вещества, но и от способа возбуждения свечения. Так, при низких температурах многие спектральные линии вообще не появляются. Однако при соблюдении стандартных условий возбуждения свечения можно проводить и количественный спектральный анализ. В настоящее время определены спектры всех атомов и составлены таблицы спектров. С помощью спектрального анализа были открыты многие новые элементы: рубидий, цезий и др. Элементам часто давали названия в соответствии с цветом наиболее интенсивных линий спектра. Рубидий дает темно-красные, рубиновые линии. Слово цезий означает «небесно-голубой». Это цвет основных линий спектра цезия.
