В чем главное отличие линейчатых спектров от непрерывных и полосатых

Что такое абсорбционный спектр?

Когда электромагнитное излучение проходит через определенный материал, некоторые характерные длины волн поглощаются элементами в материале. Однако повторно излучаемые фотоны не излучаются в том же направлении. Из-за отсутствия этого поглощенного электромагнитного излучения в спектре появляются темные линии. Спектр поглощения строится с учетом поглощения по оси Y и длины волны или частоты по оси X. Спектры поглощения используются в различных методах анализа, таких как атомно-абсорбционная спектроскопия и УФ-абсорбционная спектроскопия.Эти методы используются для идентификации определенного вида в данной смеси или подтверждения идентичности конкретного вида.

Что такое эмиссионный спектр

Когда пучок электромагнитного излучения пропускается через образец атомов или молекул, электроны в них поглощают энергию и переходят в состояние с более высокой энергией. Затем они возвращаются к прежним энергетическим состояниям, которые они занимали, отдавая дополнительную энергию, которую они поглощали. Когда высвобождаемая энергия наносится на график в зависимости от длины волны, она называется спектром излучения.

Спектр поглощения обозначен темными линиями на ярком фоне, тогда как в спектре излучения показано обратное. Эти два противоположны друг другу. Для данного элемента линии поглощения соответствуют частотам линий излучения. Это связано с тем, что энергия, поглощаемая электронами определенного элемента для достижения более высоких энергетических уровней, испускается, когда они возвращаются к ранее занятому энергетическому уровню.

Что такое непрерывный спектр?

Непрерывный спектр создается путем объединения спектров поглощения и излучения. Основным требованием для того, чтобы спектр был непрерывным, является то, что он должен содержать все длины волн в данном диапазоне. Видимый свет при дифракции создает непрерывный спектр. Радуга содержит семь цветов, которые исчезают друг в друге, не оставляя разрыва. Когда черный объект нагревается до свечения, он излучает непрерывный спектр.

Однако ученые утверждают, что непрерывный спектр также содержит пробелы и может быть виден только при анализе спектрометром. Идеальный непрерывный спектр не должен содержать и разрывать вообще. Это может быть достигнуто только в идеальных лабораторных условиях и встречается очень редко.

Рисунок 1: Формирование непрерывного спектра

Что такое Линия Спектр

Линейные спектры генерируются только в спектре поглощения или в спектре излучения. Он показывает отдельные изолированные линии в данном спектре. Это могут быть линии поглощения, которые появляются как темные линии на ярком фоне, или яркие линии излучения, которые появляются на темном фоне.

Линейные спектры могут быть получены с использованием того же источника света, который создает непрерывный спектр. Под высоким давлением газ производит непрерывный спектр. Однако при низком давлении один и тот же газ может вызывать либо спектр поглощения, либо спектр излучения. Если газ холодный, то возникают спектры поглощения. Если газ производится вместе с теплом, он производит спектр излучения.

Рисунок 2: Спектр эмиссии железа

Разница между непрерывным спектром и линейным спектром

Определение

Непрерывный спектр:Непрерывный спектр представляет собой наложенное изображение как спектров поглощения, так и излучения.

Линия Спектр:Спектр линий — это либо спектр поглощения (темные линии на ярком фоне), либо спектр излучения (яркие линии на темном фоне).

Пробелы

Непрерывный спектр:Непрерывные спектры не содержат видимых промежутков.

Линия Спектр:Между строками огромные промежутки.

длина волны

Непрерывный спектр:Непрерывный спектр содержит все длины волн данного диапазона.

Линия Спектр:Линейный спектр содержит только несколько длин волн.

Примеры

Непрерывный спектр: Радуга и излучение черного тела являются примерами непрерывного спектра.

Линия Спектр:Спектры излучения водорода и спектры поглощения водорода являются примерами линейного спектра.

Заключение

Основное различие между непрерывным спектром и линейным спектром заключается в том, что линейные спектры можно рассматривать как отдельные эмиссионные линии или линии поглощения с огромными промежутками между ними, тогда как непрерывные спектры не содержат промежутков и могут быть получены путем наложения спектров излучения и поглощения тот же элемент.

Ссылка:
1. Хельменстин, Энн Мари. «Определение спектра». Образование, Н.П., 7 августа 2016 г. Веб. 21 февраля 2017 г.
2. «Разница между непрерывным и линейным спектром водорода». Химический стек, Н.п., н.д. Web. 21 февраля 2017 г.
3. «Атомная теория: 1.32 — Сплошные и линейные спектры». IB Chemistry Web, Международная бакалавриатская организация, н.д. Web. 21 февраля 2017 г.
4. Дорогая, Дэвид. «Спектр поглощения». Дэвид Дарлинг. Ком, Н.п., н.д. Web. 21 февраля 2017 г.
5. Волланд, Уолт. «Эмиссионная спектроскопия: идентификация элементов». Н.П., 31 марта 2015 г. Интернет. 21 февраля 2017 г.
6. Барнс, Джошуа Э. «Спектры в лаборатории». Институт астрономии, Гавайский университет, н.д. Web. 21 февраля 2017 г.
7. «Что такое непрерывный спектр?» Непрерывный Спектрум, Н.п., н.д. Web. 21 февраля 2017 г.
8. «Спектры излучения и поглощения». SIYAVULA, Н.п., н.д. Web. 21 февраля 2017 г.

Изображение предоставлено:
1. «Спектральные линии en» Автор: Jhausauer — Автор (Public Domain) через

Виды спектров

Спектральный состав излучения веществ весьма разнообразен. Но, несмотря на это, все спектры, как показывает опыт, можно разделить на несколько типов:

Непрерывные спектры. Солнечный спектр или спектр дугового фонаря является непрерывным. Это означает, что в спектре представлены волны всех длин. В спектре нет разрывов, и на экране спектрографа можно видеть сплошную разноцветную полосу.

Распределение энергии по частотам, т. е. Спектральная плотность интенсивности излучения, для различных тел различно. Например, тело с очень черной поверхностью излучает электромагнитные волны всех частот, но кривая зависимости спектральной плотности интенсивности излучения от частоты имеет максимум мри определенной частоте. Энергия излучения, приходящаяся на очень малые и очень большие частоты, ничтожно мала. При повышении температуры максимум спектральной плотности излучения смещается в сторону коротких волн.

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.

Линейчатые спектры. Внесем в бледное пламя газовой горелки кусочек асбеста, смоченного раствором обыкновенной поваренной соли.

При наблюдении пламени в спектроскоп на фоне едва различимого непрерывного спектра пламени вспыхнет яркая желтая линия. Эту желтую линию дают пары натрия, которые образуются при расщеплении молекул поваренной соли в пламени. Каждый из них — это частокол цветных линий различной яркости, разделенных широкими темными

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 линия 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 излучают строго определенные длины волн. Обычно для наблюдения линейчатых спектров используют свечение паров вещества в пламени или свечение газового разряда в трубке, наполненной исследуемым газом.

При увеличении плотности атомарного газа отдельные спектральные линии расширяются, и, наконец, при очень большом сжатии газа, когда взаимодействие атомов становится существенным, эти линии перекрывают друг друга, образуя непрерывный спектр.

Полосатые спектры. Полосатый спектр состоит из отдельных полос, разделенных темными промежутками. С помощью очень хорошего спектрального аппарата можно

обнаружить, что каждая полоса представляет собой совокупность большого числа очень тесно расположенных линий. В отличие от линейчатых спектров полосатые спектры создаются не атомами, а молекулами, не связанными или слабо связанными друг с другом.

Для наблюдения молекулярных спектров так же, как и для наблюдения линейчатых спектров, обычно используют свечение паров в пламени или свечение газового разряда.

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.

Существуют непрерывные, линейчатые и полосатые спектры излучения и столько же видов спектров поглощения.

Линейчатые спектры играют особо важную роль, потому что их структура прямо связана со строением атома. Ведь эти спектры создаются атомами, не испытывающими внешних воздействий. Поэтому, знакомясь с линейчатыми спектрами, мы тем самым делаем первый шаг к изучению строения атомов. Наблюдая эти спектры, ученые получили

возможность «заглянуть» внутрь атома. Здесь оптика вплотную соприкасается с атомной физикой.

В чем главное отличие линейчатых спектров от непрерывных и полосатых

Физика

Электродинамика

Магнитное поле

Механические колебания

Электромагнитные колебания

Механические волны

Электромагнитные волны

Оптика

Геометрическая оптика

Задачи на сферическое зеркало

Линза

Волновая оптика

Основы теории относительности

Основы квантовой физики

Излучения и спектры

Световые кванты

Атомная физика

Ядерная физика

Физика элементарных частиц

Открытие позитрона. Античастицы

Современная физическая картина мира

Современная физическая картина мира

Строение Вселенной

Строение Вселенной

Звёзды и источники их энергии. Современные представления о происхождении и эволюции Солнца и звёзд