Spektroskopia.

Spektroskopia.
Widmo promieniowania
obraz promieniowania rozłoŜony na
częstotliwości, długości fali lub energie.
Spektroskopia
nauka o powstawaniu
i interpretacji widm promieniowania.
Spektroskopia daje moŜliwość uzyskania
róŜnych informacji o badanej substancji
(od jej składu atomowego, przez jej budowę
chemiczną, po strukturę jej powierzchni).
Spektroskop optyczny
przyrząd słuŜący do otrzymywania i analizowania widm
promieniowania świetlnego
Rodzaje widm
(podział ze względu na formę)
• ciągłe (powstaje przy rozszczepieniu np. światła białego
emitowanego przez ciała o bardzo wysokiej temperaturze)
• liniowe (powstaje przy rozszczepieniu światła wysyłanego przez
pobudzone do świecenia pierwiastki w stanie gazowym)
Rodzaje widm
(sposób powstawania)
widmo absorpcyjne
widmo emisyjne
liniowe
widmo emisyjne
ciągłe
Rodzaje widm
(podział ze względu na sposób powstawania)
• emisyjne (uzyskuje się poprzez rozszczepienie
promieniowania wysyłanego przez źródło)
•
• absorpcyjne (widmo składające się z ciemnych linii
odpowiadających barwom światła pochłoniętego przez
gaz)
Linie widmowe widma absorpcyjnego i emisyjnego tego
samego pierwiastka pokrywają się.
przykład:
widma: emisyjne i absorpcyjne wodoru
ZaleŜność pomiędzy długościami linii w widmie
atomu wodoru odgadł 1885 roku Johann Balmer
wodór
długość fali
w nanometrach
 1 1 
= RH  2 − 2 
λn
2 n 
1
1
stała Rydberga
m
λn − długość fali dla n-tej linii
RH = 1,097 ⋅10 7
n − numer linii
(n jest liczbą naturalną n>2)
Johann Jakob Balmer
(1825 – 1898)
1 1 
= RH  2 − 2 
λn
1 n 
1
 1 1 
= RH  2 − 2 
λn
2 n 
1
1 1 
= RH  2 − 2 
λn
3 n 
1
 1 1 
= RH  2 − 2 
λn
4 n 
1
seria Lymana
(nadfiolet)
seria Balmera
(światło)
seria Paschena
(podczerwień)
seria Bracketta
(podczerwień)
 1 1  seria Pfunda
= RH  2 − 2 
λn
 5 n  (podczerwień)
1
 1 1  seria Humphreysa
= RH  2 − 2 
λn
 6 n  (podczerwień)
1
Dalsze badania wykazały,
Ŝe w nadfiolecie i
podczerwieni moŜna
znaleźć kolejne linie, dla
których długości fal
pasują do równań:
Wszystkie równania moŜna zapisać w jednej postaci
z parametrami k i n
(k=1, 2, 3,… oznacza numer serii,
a n=k+1, k+2, k+3,… numer linii)
1
λk ,n
 1 1 
= RH  2 − 2 
n 
k
Widma liniowe
pozwalają identyfikować pierwiastki wchodzące
w skład np. świecącej mieszaniny gazów.
wodór
hel
neon
tlen
węgiel
azot
sód
Ŝelazo
Widmo absorpcyjne gazów atmosfery słonecznej.
Ciemne linie nazywane są – od nazwiska odkrywcy - liniami Fraunhofera)
Który z pierwiastków na pewno występuje w
atmosferze słonecznej?
widmo słoneczne
widmo słoneczne
widmo słoneczne