Спектральный анализ

Содержание Введение ….2 Механизм излучения… 3 Распределение энергии в спектре….4 Виды спектров….6 Виды спектральных анализов…7 Заключение… 9 Литература….11 Введение Спектр – это разложение света на составные части, лучи разных цветов. Метод исследования химического состава различных веществ по их линейчатым спектрам испускания или поглощения называют спектральным анализом.Для спектрального анализа требуется ничтожное количество вещества. Быстрота и чувствительность сделали этот метод незаменимым как в лабораториях, так и в астрофизике.

Так как каждый химический элемент таблицы Менделеева излучает характерный только для него линейчатый спектр испускания и поглощения, то это дает возможность исследовать химический состав вещества. Впервые его попробовали сделать физики Кирхгоф и Бунзен в 1859 году, соорудив спектроскоп. Свет пропускался в него через узкую щель, прорезанную с одного края подзорной трубы (эта труба с щелью называется коллиматор). Из коллиматора лучи падали на призму, накрытую ящиком, оклеенным изнутри черной бумагой.

Призма отклоняла в сторону лучи, которые шли из щели. Получался спектр. После этого завесили окно шторой и поставили у щели коллиматора зажженную горелку. В пламя свечи вводили поочередно кусочки различных веществ, и смотрели через вторую подзорную трубу на получающийся спектр. Оказывалось, что раскаленные пары каждого элемента давали лучи строго определенного цвета, и призма отклоняла эти лучи на строго определенное место, и ни один цвет поэтому не мог замаскировать другой.

Это позволило сделать вывод, что найден радикально новый способ химического анализа – по спектру вещества. В 1861 Кирхгоф доказал на основе этого открытия присутствие в хромосфере Солнца ряда элементов, положив начало астрофизике.

Механизм излучения

При столкновении быстрых атомов (молекул) друг с другом часть их кинет... Часть кинетической энергии электронов идет на возбуждение атомов. Фотолюминесценция. е. Перечислены основные виды излучений и источники, их создающие.

Распределение энергии в спектре

Полагаться на глаз при оценке распределения энергии нельзя. Рассмотрим схему устройства призменного спектрального аппарата. Все эти изображения вместе и образуют спектр. Описанный прибор называется спектрографом. Если вместо второй линзы и экрана используется зрительная труба для ви...

Виды спектров

Например, тело с очень черной поверхностью излучает электромагнитные в... Непрерывные (или сплошные) спектры, как показывает опыт, дают тела, на... Линейчатые спектры. Обычно для наблюдения линейчатых спектров используют свечение паров ве... Так, красное стекло пропускает волны, соответствующие красному свету, ...

Заключение

Заключение В настоящее время определены спектры всех атомов и составлены таблицы спектров. С помощью спект¬рального анализа были открыты многие новые элементы: рубидий, цезий и др. Элементам часто давали названия в соответствии с цветом наиболее интенсивных линий спект¬ра. Рубидий дает темно-красные, рубиновые линии.

Слово цезий оз¬начает «небесно-голубой». Это цвет основных линий спектра цезия. Именно с помощью спектраль¬ного анализа узнали химический состав Солнца и звезд. Другие методы анализа здесь вообще не¬возможны. Оказалось, что звезды состоят из тех же самых хими¬ческих элементов, которые имеются и на Земле. Любопытно, что гелий первоначально открыли на Солнце, и лишь затем нашли в атмосфере Земли. Название этого элемента напоминает об истории его откры¬тия: слово гелий означает в пере¬воде «солнечный». Благодаря сравнительной просто¬те и универсальности спектраль¬ный анализ является основным ме¬тодом контроля состава вещества в металлургии, машиностроении, атом¬ной индустрии.

С помощью спект¬рального анализа определяют химический состав руд и минералов. Состав сложных, главным образом органических, смесей анализи¬руется по их молекулярным спект¬рам. Спектральный анализ можно производить не только по спектрам испускания, но и по спектрам поглощения. Именно линии поглощения в спектре Солнца и звезд позво¬ляют исследовать химический состав этих небесных тел. Ярко светя¬щаяся поверхность Солнца - фо¬тосфера - дает непрерывный спектр.

Солнечная атмосфера поглощает из¬бирательно свет от фотосферы, что приводит к появлению линий погло¬щения на фоне непрерывного спект¬ра фотосферы. Но и сама атмосфера Солнца излучает свет. Во время солнечных затмений, когда солнечный диск закрыт Луной, происходит обраще¬ние линий спектра.

На месте ли¬ний поглощения в солнечном спект¬ре вспыхивают линии излучения. В астрофизике под спектраль¬ным анализом понимают не только определение химического состава звезд, газовых облаков и т. д но и нахождение по спектрам многих других физических характеристик этих объектов: температуры, давле¬ния, скорости движения, магнитной индукции. Важно знать, из чего состоят окружающие нас тела. Изобрете¬но много способов определения их состава. Но состав звезд и галактик можно узнать только с помощью спектрального анализа.

Экспрессные методы АСА широко применяются в промышленности, сельском хозяйстве, геологии и многих др. областях народного хозяйства и науки. Значительную роль АСА играет в атомной технике, производстве чистых полупроводниковых материалов, сверхпроводников и т. д. Методами АСА выполняется более 3/4 всех анализов в металлургии. С помощью квантометров проводят оперативный (в течение 2-3 мин) контроль в ходе плавки в мартеновском и конвертерном производствах.

В геологии и геологической разведке для оценки месторождений производят около 8 млн. анализов в год. АСА применяется для охраны окружающей среды и анализа почв, в криминалистике и медицине, геологии морского дна и исследовании состава верхних слоев атмосферы, при разделении изотопов и определении возраста и состава геологических и археологических объектов и т. д. Итак, спектральный анализ применяется почти во всех важнейших сферах человеческой деятельности. Таким образом, спектральный анализ является одним из важнейших аспектов развития не только научного прогресса, но и самого уровня жизни человека.

Литература

Литература Заидель А. Н Основы спектрального анализа, М 1965, Методы спектрального анализа, М 1962; Чулановский В. М Введение в молекулярный спектральный анализ, М Л 1951; Русанов А. К Основы количественного спектрального анализа руд и минералов. М 1971.