Spektrinė analizė yra nustatymo metodas. Spektrinės analizės taikymas

Spektrinė analizė

Spektrinė analizė- metodų rinkinys kokybinės ir kiekybinis įvertinimas objekto sudėtis, pagrįsta medžiagos sąveikos su spinduliuote spektrų, įskaitant spektrus, tyrimu elektromagnetinė spinduliuotė, akustines bangas, masės ir energijos pasiskirstymas elementariosios dalelės ir tt

Atsižvelgiant į analizės tikslus ir spektrų tipus, išskiriami keli spektrinės analizės metodai. Atominis Ir molekulinės spektrinės analizės leidžia nustatyti atitinkamai elementinę ir molekulinę medžiagos sudėtį. Taikant emisijos ir sugerties metodus, sudėtis nustatoma pagal emisijos ir sugerties spektrus.

Masių spektrometrinė analizė atliekama naudojant atominių ar molekulinių jonų masės spektrus ir leidžia nustatyti objekto izotopinę sudėtį.

Istorija

Tamsios linijos spektrinėse juostose buvo pastebėtos jau seniai, tačiau pirmasis rimtas šių linijų tyrimas buvo atliktas tik 1814 m., Juozapas Fraunhoferis. Jo garbei efektas buvo pavadintas „Fraunhoferio linijomis“. Fraunhoferis nustatė eilučių pozicijų stabilumą, sudarė jų lentelę (iš viso suskaičiavo 574 eilutes) ir kiekvienai priskyrė raidinį ir skaitmeninį kodą. Ne mažiau svarbi buvo jo išvada, kad linijos nėra susijusios nei su optine medžiaga, nei su žemės atmosfera, bet yra natūrali savybė saulės šviesa. Jis rado panašias eilutes dirbtiniai šaltiniaišviesos, taip pat Veneros ir Sirijaus spektruose.

Netrukus paaiškėjo, kad viena ryškiausių linijų visada atsirasdavo esant natriui. 1859 metais G. Kirchhoffas ir R. Bunsenas, atlikę daugybę eksperimentų, padarė išvadą: kiekvienas cheminis elementas turi savo unikalų linijų spektrą ir pagal spektrą dangaus kūnai galima daryti išvadas apie jų medžiagos sudėtį. Nuo šio momento moksle atsirado spektrinė analizė, galingas metodas nuotolinis cheminės sudėties nustatymas.

Norėdami išbandyti metodą 1868 m., Paryžiaus mokslų akademija surengė ekspediciją į Indiją, kur saulės užtemimas. Ten mokslininkai atrado: visos tamsios linijos užtemimo momentu, kai emisijos spektras pakeitė Saulės vainiko sugerties spektrą, tamsiame fone, kaip ir buvo prognozuota, tapo ryškios.

Pamažu buvo aiškinamasi kiekvienos linijos pobūdis ir ryšys su cheminiais elementais. 1860 m. Kirchhoffas ir Bunsenas, taikydami spektrinę analizę, atrado cezį, o 1861 m. – rubidį. O helis buvo atrastas Saulėje 27 metais anksčiau nei Žemėje (atitinkamai 1868 ir 1895).

Veikimo principas

Visų atomai cheminis elementas turi griežtai apibrėžtus rezonansinius dažnius, dėl kurių būtent šiais dažniais jie skleidžia arba sugeria šviesą. Tai lemia tai, kad spektroskope tam tikrose kiekvienai medžiagai būdingose ​​spektro vietose matomos linijos (tamsios arba šviesios). Linijų intensyvumas priklauso nuo medžiagos kiekio ir jos būsenos. Atliekant kiekybinę spektrinę analizę, tiriamos medžiagos kiekis nustatomas pagal santykinį arba absoliutų spektro linijų ar juostų intensyvumą.

Apibūdinama optinė spektrinė analizė santykinis paprastumasįgyvendinimas, kompleksinio mėginio paruošimo analizei trūkumas, analizei reikalingas nereikšmingas medžiagos kiekis (10-30 mg) didelis skaičius elementai.

Atominiai spektrai (absorbcija arba emisija) gaunami perkeliant medžiagą į garų būseną, kaitinant mėginį iki 1000-10000 °C. Kaip atomų sužadinimo šaltiniai emisijos analizė laidžiose medžiagose naudojama kibirkštis, lankas AC; šiuo atveju mėginys dedamas į vieno iš anglies elektrodų kraterį. Tirpalams analizuoti plačiai naudojamos įvairių dujų liepsnos arba plazmos.

Taikymas

IN pastaruoju metu, didžiausias paskirstymas gauti emisijos ir masių spektrometriniai spektrinės analizės metodai, pagrįsti atomų sužadinimu ir jų jonizacija indukcinių išlydžių argono plazmoje, taip pat lazerio kibirkštyje.

Spektrinė analizė yra jautrus metodas ir plačiai naudojamas analitinė chemija, astrofizika, metalurgija, mechaninė inžinerija, geologiniai tyrinėjimai ir kitos mokslo šakos.

Signalų apdorojimo teorijoje spektrinė analizė taip pat reiškia signalo (pavyzdžiui, garso) energijos pasiskirstymo pagal dažnius, bangų skaičių ir kt.

Taip pat žr

Wikimedia fondas.

• 2010 m.
• baltų

Šiaurės Hanas

Pažiūrėkite, kas yra „spektrinė analizė“ kituose žodynuose: SPEKTRALINĖ ANALIZĖ - fizinis kokybės metodai. .ir kiekiai. sudėties nustatymas va, remiantis jos spektrų gavimu ir tyrimu. Pagrindas S. a. atomų ir molekulių spektroskopija, ji klasifikuojama pagal analizės tikslą ir spektrų tipus. Atominis S. a. (ASA) apibrėžia ... ...

Spektrinė analizė- Medžiagos sudėties matavimas remiantis jos spektrų tyrimu Šaltinis... Norminės ir techninės dokumentacijos terminų žodynas-žinynas

Spektrinė analizė- žr. Spektroskopija. Geologijos žodynas: 2 tomai. M.: Nedra. Redagavo K. N. Paffengoltz ir kt., 1978. Spektrinė analizė ... Geologijos enciklopedija

Pažiūrėkite, kas yra „spektrinė analizė“ kituose žodynuose:– Bunsenas ir Kirchhoffas pristatė 1860 m cheminiai tyrimai medžiaga per pastarajai būdingas spalvotas linijas, kurios pastebimos žiūrint į ją (lakavimo metu) per prizmę. Paaiškinimas 25000 svetimžodžiai … Rusų kalbos svetimžodžių žodynas

Pažiūrėkite, kas yra „spektrinė analizė“ kituose žodynuose:- SPEKTRINĖ ANALIZĖ, vienas iš analizės metodų, kuriame naudojami spektrai (žr. Spektroskopija, spektroskopas), kuriuos duoda tas ar kitas kūnas, kai jie yra kaitinami! arba leidžiant spindulius per tirpalus, suteikiant nenutrūkstamą spektrą. Už…… Didžioji medicinos enciklopedija

Pažiūrėkite, kas yra „spektrinė analizė“ kituose žodynuose:- fizikinis kokybinio ir kiekybinio medžiagos sudėties nustatymo metodas, atliekamas naudojant jos optinius spektrus. Yra atominė ir molekulinė spektrinė analizė, emisija (pagal emisijos spektrus) ir sugertis (pagal spektrus... ... Didelis Enciklopedinis žodynas

Spektrinė analizė- matematika statistinis metodas laiko eilučių analizė, kurioje eilutė laikoma sudėtinga rinkiniu, mišiniu harmonines vibracijas, uždėti vienas ant kito. Šiuo atveju pagrindinis dėmesys skiriamas dažniui... ... Ekonominis-matematinis žodynas

Pažiūrėkite, kas yra „spektrinė analizė“ kituose žodynuose:- fizinis kokybinio ir kiekybinio cheminių medžiagų nustatymo metodai. bet kokių medžiagų sudėtis, pagrįsta jų optinio spektro gavimu ir tyrimu. Atsižvelgiant į naudojamų spektrų pobūdį, išskiriami šie tipai: emisija (emisija C ... Didžioji politechnikos enciklopedija

Spektrinė analizė- I Spektrinė analizė yra fizikinis metodas, skirtas kokybiniam ir kiekybiniam medžiagos atominės ir molekulinės sudėties nustatymui, remiantis jos spektrų tyrimu. Fizinis pagrindas S. a. Atomų ir molekulių spektroskopija, jos... ... Didžioji sovietinė enciklopedija

Spektrinė analizė- Straipsnio turinys. I. Kūnų švytėjimas. Emisijos spektras. Saulės spektras. Fraunhoferio linijos. Prizminis ir difrakcijos spektrai. Prizmės ir grotelių spalvų sklaida. II. Spektroskopai. Alkūninis ir tiesus spektroskopas, nukreiptas į tiesioginį matymą… … Enciklopedinis žodynas F.A. Brockhausas ir I.A. Efronas

Spektrinė analizė

Spektrinė analizė- objekto sudėties kokybinio ir kiekybinio nustatymo metodų rinkinys, pagrįstas medžiagos sąveikos su spinduliuote spektrų tyrimu, įskaitant elektromagnetinės spinduliuotės spektrus, akustines bangas, elementariųjų dalelių masės ir energijos pasiskirstymą ir kt. .

Atsižvelgiant į analizės tikslus ir spektrų tipus, išskiriami keli spektrinės analizės metodai. Atominis Ir molekulinės spektrinės analizės leidžia nustatyti atitinkamai elementinę ir molekulinę medžiagos sudėtį. Taikant emisijos ir sugerties metodus, sudėtis nustatoma pagal emisijos ir sugerties spektrus.

Masių spektrometrinė analizė atliekama naudojant atominių ar molekulinių jonų masės spektrus ir leidžia nustatyti objekto izotopinę sudėtį.

Istorija

Tamsios linijos spektrinėse juostose buvo pastebėtos jau seniai, tačiau pirmasis rimtas šių linijų tyrimas buvo atliktas tik 1814 m., Juozapas Fraunhoferis. Jo garbei efektas buvo pavadintas „Fraunhoferio linijomis“. Fraunhoferis nustatė eilučių pozicijų stabilumą, sudarė jų lentelę (iš viso suskaičiavo 574 eilutes) ir kiekvienai priskyrė raidinį ir skaitmeninį kodą. Ne mažiau svarbi buvo jo išvada, kad linijos nėra susijusios nei su optine medžiaga, nei su žemės atmosfera, o yra natūrali saulės šviesos savybė. Jis atrado panašias linijas dirbtinuose šviesos šaltiniuose, taip pat Veneros ir Sirijaus spektruose.

Netrukus paaiškėjo, kad viena ryškiausių linijų visada atsirasdavo esant natriui. 1859 metais G. Kirchhoffas ir R. Bunsenas, atlikę daugybę eksperimentų, padarė išvadą: kiekvienas cheminis elementas turi savo unikalų linijų spektrą, o iš dangaus kūnų spektro galima daryti išvadas apie jų medžiagos sudėtį. Nuo šio momento moksle atsirado spektrinė analizė – galingas cheminės sudėties nuotolinio nustatymo metodas.

Norėdami išbandyti šį metodą, 1868 m. Paryžiaus mokslų akademija surengė ekspediciją į Indiją, kur artėjo visiškas saulės užtemimas. Ten mokslininkai atrado: visos tamsios linijos užtemimo momentu, kai emisijos spektras pakeitė Saulės vainiko sugerties spektrą, tamsiame fone, kaip ir buvo prognozuota, tapo ryškios.

Pamažu buvo aiškinamasi kiekvienos linijos pobūdis ir ryšys su cheminiais elementais. 1860 m. Kirchhoffas ir Bunsenas, taikydami spektrinę analizę, atrado cezį, o 1861 m. – rubidį. O helis buvo atrastas Saulėje 27 metais anksčiau nei Žemėje (atitinkamai 1868 ir 1895).

Veikimo principas

Kiekvieno cheminio elemento atomai turi griežtai apibrėžtus rezonansinius dažnius, dėl kurių būtent šiais dažniais jie skleidžia arba sugeria šviesą. Tai lemia tai, kad spektroskope tam tikrose kiekvienai medžiagai būdingose ​​spektro vietose matomos linijos (tamsios arba šviesios). Linijų intensyvumas priklauso nuo medžiagos kiekio ir jos būsenos. Atliekant kiekybinę spektrinę analizę, tiriamos medžiagos kiekis nustatomas pagal santykinį arba absoliutų spektro linijų ar juostų intensyvumą.

Optinei spektrinei analizei būdingas gana paprastas įgyvendinimas, sudėtingo mėginio paruošimo analizei nebuvimas ir nedidelis medžiagos kiekis (10-30 mg), reikalingas daugelio elementų analizei.

Atominiai spektrai (absorbcija arba emisija) gaunami perkeliant medžiagą į garų būseną, kaitinant mėginį iki 1000-10000 °C. Kibirkštis arba kintamos srovės lankas naudojami kaip atomų sužadinimo šaltiniai atliekant laidžių medžiagų emisijos analizę; šiuo atveju mėginys dedamas į vieno iš anglies elektrodų kraterį. Tirpalams analizuoti plačiai naudojamos įvairių dujų liepsnos arba plazmos.

Taikymas

Pastaruoju metu labiausiai paplito emisijos ir masių spektrometriniai spektrinės analizės metodai, pagrįsti atomų sužadinimu ir jų jonizavimu indukcinių išlydžių argono plazmoje, taip pat lazerio kibirkštyje.

Spektrinė analizė yra jautrus metodas ir plačiai naudojamas analitinės chemijos, astrofizikos, metalurgijos, mechanikos inžinerijos, geologinių tyrinėjimų ir kitose mokslo srityse.

Signalų apdorojimo teorijoje spektrinė analizė taip pat reiškia signalo (pavyzdžiui, garso) energijos pasiskirstymo pagal dažnius, bangų skaičių ir kt.

Taip pat žr

Wikimedia fondas.

• 2010 m.
• baltų

Šiaurės Hanas

Pažiūrėkite, kas yra „spektrinė analizė“ kituose žodynuose: SPEKTRALINĖ ANALIZĖ - fizinis kokybės metodai. .ir kiekiai. sudėties nustatymas va, remiantis jos spektrų gavimu ir tyrimu. Pagrindas S. a. atomų ir molekulių spektroskopija, ji klasifikuojama pagal analizės tikslą ir spektrų tipus. Atominis S. a. (ASA) apibrėžia ... ...

Spektrinė analizė- Medžiagos sudėties matavimas remiantis jos spektrų tyrimu Šaltinis... Norminės ir techninės dokumentacijos terminų žodynas-žinynas

Spektrinė analizė- žr. Spektroskopija. Geologijos žodynas: 2 tomai. M.: Nedra. Redagavo K. N. Paffengoltz ir kt., 1978. Spektrinė analizė ... Geologijos enciklopedija

Pažiūrėkite, kas yra „spektrinė analizė“ kituose žodynuose:- 1860 m. Bunsenas ir Kirchhoffas pristatė cheminį medžiagos tyrimą per jai būdingas spalvotas linijas, kurios pastebimos žiūrint į ją (lakavimo metu) per prizmę. 25 000 svetimžodžių paaiškinimas... Rusų kalbos svetimžodžių žodynas

Pažiūrėkite, kas yra „spektrinė analizė“ kituose žodynuose:- SPEKTRINĖ ANALIZĖ, vienas iš analizės metodų, kuriame naudojami spektrai (žr. Spektroskopija, spektroskopas), kuriuos duoda tas ar kitas kūnas, kai jie yra kaitinami! arba leidžiant spindulius per tirpalus, suteikiant nenutrūkstamą spektrą. Už…… Didžioji medicinos enciklopedija

Pažiūrėkite, kas yra „spektrinė analizė“ kituose žodynuose:- fizikinis kokybinio ir kiekybinio medžiagos sudėties nustatymo metodas, atliekamas naudojant jos optinius spektrus. Yra atominė ir molekulinė spektrinė analizė, emisija (pagal emisijos spektrus) ir sugertis (pagal spektrus... ... Didysis enciklopedinis žodynas

Spektrinė analizė- matematinis-statistinis laiko eilučių analizės metodas, kuriame eilutės laikomos sudėtinga aibe, harmoninių virpesių, uždengtų viena ant kitos, mišiniu. Šiuo atveju pagrindinis dėmesys skiriamas dažniui... ... Ekonominis-matematinis žodynas

Pažiūrėkite, kas yra „spektrinė analizė“ kituose žodynuose:- fizinis kokybinio ir kiekybinio cheminių medžiagų nustatymo metodai. bet kokių medžiagų sudėtis, pagrįsta jų optinio spektro gavimu ir tyrimu. Atsižvelgiant į naudojamų spektrų pobūdį, išskiriami šie tipai: emisija (emisija C ... Didžioji politechnikos enciklopedija

Spektrinė analizė- I Spektrinė analizė yra fizikinis metodas, skirtas kokybiniam ir kiekybiniam medžiagos atominės ir molekulinės sudėties nustatymui, remiantis jos spektrų tyrimu. Fizinis pagrindas S. a. Atomų ir molekulių spektroskopija, jos... ... Didžioji sovietinė enciklopedija

Spektrinė analizė- Straipsnio turinys. I. Kūnų švytėjimas. Emisijos spektras. Saulės spektras. Fraunhoferio linijos. Prizminiai ir difrakcijos spektrai. Prizmės ir grotelių spalvų sklaida. II. Spektroskopai. Alkūninis ir tiesus spektroskopas, nukreiptas į tiesioginį matymą.… … Enciklopedinis žodynas F.A. Brockhausas ir I.A. Efronas

Spektrinė analizė vadinamas cheminės sudėties tyrimo metodu įvairių medžiagų pagal jų spektrą.

Analizė, atlikta naudojant emisijos spektrus, vadinama emisijos spektrine analize, o analizė, atlikta naudojant sugerties spektrus, vadinama sugerties spektrine analize.

Emisijos spektrinė analizė pagrįsta šiais faktais:

1. Kiekvienas elementas turi savo spektrą (skiriasi linijų skaičiumi, jų vieta ir bangos ilgiais), kuris nepriklauso nuo žadinimo būdų.

2. Intensyvumas spektrines linijas priklauso nuo elemento koncentracijos tam tikroje medžiagoje.

Norint atlikti nežinomos cheminės sudėties medžiagos spektrinę analizę, reikia atlikti dvi operacijas: kažkaip priversti šios medžiagos atomus skleisti šviesą linijiniu spektru, tada išskaidyti šią šviesą į spektrą ir nustatyti bangos ilgius. joje pastebėtos linijos. Palyginus gautą linijų spektrą su žinomais periodinės lentelės cheminių elementų spektrais, galima nustatyti, kokių cheminių elementų yra tiriamos medžiagos sudėtyje. Palyginus skirtingų spektro linijų intensyvumą, galima nustatyti santykinį turinį įvairių elementųšioje medžiagoje.

Spektrinė analizė gali būti kokybinė ir kiekybinė.

Jei tiriama medžiaga yra dujinės būsenos, tada medžiagos atomams sužadinti ji paprastai naudojama kibirkštinio išlydžio. Vamzdis, kurio galuose yra du elektrodai, užpildomas tiriamomis dujomis. Šie elektrodai yra tiekiami aukštos įtampos ir vamzdyje atsiranda elektros iškrova. Elektronų smūgiai pagreitėjo elektrinis laukas, sukelia tiriamų dujų atomų jonizaciją ir sužadinimą. Sužadintų atomų perėjimų metu į normalios būklės išspinduliuojami tam tikram elementui būdingi šviesos kvantai.

Norint nustatyti cheminės medžiagos, esančios kietoje arba skysta būsena, pagal jos emisijos spektrą pirmiausia reikia paversti tiriamą medžiagą į dujinė būsena ir kažkaip priversti šias dujas skleisti šviesą. Paprastai kietos būsenos medžiagų mėginių spektrinei analizei atlikti jie naudoja lanko išlydis. Lankinėje plazmoje medžiaga paverčiama garais, o atomai sužadinami ir jonizuojami. Elektrodai, tarp kurių uždegamas lankinis išlydis, dažniausiai gaminami iš tiriamos medžiagos (jei tai metalas) arba iš grafito ar vario. Anglis ir varis pasirenkami todėl, kad jų atomų emisijos spektrai matomoje srityje turi nedidelį linijų skaičių ir todėl nesukelia rimtų trukdžių stebint tiriamos medžiagos spektrą. Bandomosios medžiagos milteliai dedami į apatinio elektrodo įdubą.

Literatūra

Aksenovičius L. A. Fizika in vidurinę mokyklą: teorija. Užduotys. Testai: Vadovėlis. lengvatos bendrojo lavinimo įstaigoms. aplinka, švietimas / L. A. Aksenovičius, N. N. Rakina, K. S. Farino; Red. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsiya i vyhavanne, 2004. - P. 531-532.

Nuo „spektrinės analizės“ atradimo kilo daug ginčų dėl šio termino. Iš pradžių fizinis principas spektrinė analizė reiškė mėginio elementinės sudėties identifikavimo iš stebimo spektro metodą, kuris buvo sužadintas kokiame nors aukštos temperatūros liepsnos šaltinyje, kibirkštyje ar lanke.

Vėliau spektrinė analizė pradėta suprasti kaip kiti metodai analitinis tyrimas ir spektrų sužadinimas:

• Ramano sklaidos metodai,
• sugerties ir liuminescencijos metodai.

Galiausiai buvo atrasti rentgeno ir gama spektrai. Todėl teisinga, kalbant apie spektrinę analizę, turėti omenyje visų visumą esamus metodus. Tačiau, norint suprasti emisijos metodus, dažniau naudojamas identifikavimo pagal spektrą reiškinys.

Klasifikavimo metodai

Kitas klasifikavimo variantas – spektrų skirstymas į molekulinius (nustatantis mėginio molekulinę sudėtį) ir elementarųjį (nustatantis atominę sudėtį).

Molekulinis metodas pagrįstas absorbcijos, Ramano sklaidos ir liuminescencijos spektrų tyrimu; atominė sudėtis nustatoma pagal sužadinimo spektrus karštosiose versmėse (daugiausia sunaikinamos molekulės) arba rentgeno spektrinių tyrimų būdu. Tačiau tokia klasifikacija negali būti griežta, nes kartais abu šie metodai sutampa.

Spektrinės analizės metodų klasifikacija

Remiantis problemomis, kurios sprendžiamos aukščiau aprašytais metodais, spektrų tyrimas skirstomas į metodus, naudojamus tiriant lydinius, dujas, rūdas ir mineralus, gatavus produktus, grynus metalus ir kt. Kiekvienas tiriamas objektas turi savo būdingi bruožai ir standartus. Dvi pagrindinės spektro analizės kryptys:

1. Kokybiškas
2. Kiekybinis

Kas jų metu tiriama, svarstysime toliau.

Spektrinės analizės metodų diagrama

Kokybinė spektrinė analizė

Kiekybinė spektrinė analizė

Kiekybinės spektrinės analizės metodas pagrįstas tuo, kad analitinės linijos intensyvumas didėja didėjant mėginyje nustatomo elemento kiekiui. Ši priklausomybė pagrįsta daugeliu veiksnių, kuriuos sunku apskaičiuoti skaičiais. Todėl teoriškai nustatyti ryšio tarp linijos intensyvumo ir elementų koncentracijos praktiškai neįmanoma.

Todėl santykiniai matavimai tos pačios spektrinės linijos intensyvumus, kai keičiasi nustatomo elemento koncentracija. Taigi, jei žadinimo ir spektrų įrašymo sąlygos nesikeičia, išmatuota spinduliuotės energija yra proporcinga intensyvumui. Išmatavus šią energiją (arba nuo jos priklausančią vertę) gauname empirinį ryšį tarp išmatuotos vertės ir elemento koncentracijos mėginyje.

Švietimo ir mokslo ministerija
Kazachstano Respublika

Karaganda Valstybinis universitetas
pavadintas E.A. Buketova

Fizikos fakultetas

Optikos ir spektroskopijos katedra

Kursiniai darbai

tema:

Spektrai. SU spektrinė analizė ir jos taikymas.

Parengė:

FTRF-22 grupės mokinys

Dmitrijus Akhtarijevas.

Patikrinta:

mokytojas

Kusenova Asiya Sabirgalievna

Karaganda – 2003 m Planuoti

Įvadas

1. Energija spektre

2. Spektrų tipai

3. Spektrinė analizė ir jos taikymas

4. Spektriniai įtaisai

5. Elektromagnetinės spinduliuotės spektras

Išvada

Naudotos literatūros sąrašas

Įvadas

Studijuoti linijų spektras Medžiaga leidžia nustatyti, iš kokių cheminių elementų ji susideda ir kokiu kiekiu kiekvieno elemento yra tam tikroje medžiagoje.

Kiekybinis elemento kiekis tiriamame pavyzdyje nustatomas lyginant atskirų linijų intensyvumą šio elemento spektre su kito cheminio elemento linijų intensyvumu, kurio kiekybinis kiekis mėginyje yra žinomas.

Kokybės nustatymo metodas ir kiekybinė sudėtis Medžiagos analizė pagal jos spektrą vadinama spektrine analize. Spektrinė analizė plačiai naudojama mineralų žvalgyboje, siekiant nustatyti rūdos mėginių cheminę sudėtį. Pramonėje spektrinė analizė leidžia kontroliuoti lydinių ir priemaišų, patenkančių į metalus, sudėtį, siekiant gauti tam tikrų savybių turinčias medžiagas.

Spektrinės analizės pranašumai yra didelis jautrumas ir rezultatų gavimo greitis. Naudojant spektrinę analizę, galima nustatyti aukso buvimą mėginyje, sveriančiame 6 * 10 -7 g, kurio masė yra tik 10 -8 g. Plieno rūšį galima nustatyti spektrinės analizės metodu dešimtis sekundžių.

Spektrinė analizė leidžia nustatyti cheminė sudėtis dangaus kūnai, nutolęs nuo Žemės milijardų šviesmečių atstumu. Planetų ir žvaigždžių atmosferų, šaltų dujų cheminė sudėtis tarpžvaigždinėje erdvėje nustatoma pagal absorbcijos spektrus.

Tyrinėdami spektrus, mokslininkai sugebėjo nustatyti ne tik dangaus kūnų cheminę sudėtį, bet ir temperatūrą. Pagal spektro linijų poslinkį galima nustatyti dangaus kūno judėjimo greitį.

Energija spektre.

Šviesos šaltinis turi vartoti energiją. Šviesa yra elektromagnetinės bangos, kurių bangos ilgis yra 4*10 -7 - 8*10 -7 m. Elektromagnetinės bangos skleidžiamas pagreitėjusio įkrautų dalelių judėjimo. Šios įkrautos dalelės yra atomų dalis. Tačiau nežinant, kokia atomo struktūra, nieko patikimo negalima pasakyti apie spinduliavimo mechanizmą. Aišku tik tai, kad atomo viduje nėra šviesos, kaip ir fortepijono stygoje nėra garso. Kaip styga, kuri pradeda skambėti tik po smūgio plaktuku, atomai pagimdo šviesą tik juos sujaudinus.

Kad atomas pradėtų spinduliuoti, jam turi būti perduota energija. Išspinduliuojant atomas praranda gaunamą energiją, o nuolatiniam medžiagos švytėjimui būtinas energijos antplūdis į jo atomus iš išorės.

Šiluminė spinduliuotė. Paprasčiausias ir labiausiai paplitęs spinduliuotės tipas yra šiluminė spinduliuotė, kurioje energija, kurią atomai praranda šviesai skleisti, kompensuojama atomų arba (molekulių) šiluminio judėjimo energija spinduliuojantis kūnas. Kuo aukštesnė kūno temperatūra, tuo greičiau juda atomai. Kai greitieji atomai (molekulės) susiduria vienas su kitu, dalis jų kinetinė energija virsta atomų sužadinimo energija, kuri vėliau skleidžia šviesą.

Šiluminis spinduliuotės šaltinis yra Saulė, taip pat įprasta kaitrinė lempa. Lempa yra labai patogus, bet nebrangus šaltinis. Tik apie 12% visos lempoje išsiskiriančios energijos elektros šokas, paverčiama šviesos energija. Šilumos šviesos šaltinis yra liepsna. Suodžių grūdeliai įkaista dėl kuro degimo metu išsiskiriančios energijos ir skleidžia šviesą.

Elektroliuminescencija. Energija, reikalinga atomams skleisti šviesą, taip pat gali būti gaunama iš ne šiluminių šaltinių. Dujų išlydžio metu elektrinis laukas elektronams suteikia didesnę kinetinę energiją. Greiti elektronai susiduria su atomais. Dalis elektronų kinetinės energijos eina atomams sužadinti. Sužadinti atomai išskiria energiją šviesos bangų pavidalu. Dėl šios priežasties dujų išleidimą lydi švytėjimas. Tai elektroliuminescencija.

Katodoliuminescencija.Švytėjimas kietosios medžiagos, sukeltas jų elektronų bombardavimo, vadinamas katodoliuminescencija. Dėl katodliuminescencijos televizorių katodinių spindulių lempų ekranai šviečia.

Chemiliuminescencija. Kai kuriems cheminės reakcijos, ateina su energijos išsiskyrimu, dalis šios energijos tiesiogiai išleidžiama šviesai skleisti. Šviesos šaltinis išlieka šaltas (turi temperatūrą aplinką). Šis reiškinys vadinamas chemioliuminescencija.

Fotoliuminescencija.Šviesa, patenkanti į medžiagą, iš dalies atsispindi ir iš dalies sugeria. Sugertos šviesos energija daugeliu atvejų sukelia tik kūnų kaitinimą. Tačiau kai kurie kūnai patys pradeda švytėti tiesiogiai veikiami juos patekusios radiacijos. Tai fotoliuminescencija. Šviesa sužadina medžiagos atomus (padidina jų vidinė energija), po to jie patys paryškinami. Pavyzdžiui, šviečiantys dažai, dengiantys daugelį eglutės papuošimų, po apšvitinimo skleidžia šviesą.

Fotoliuminescencijos metu skleidžiama šviesa, kaip taisyklė, yra ilgesnio bangos ilgio nei šviesa, kuri sužadina švytėjimą. Tai galima pastebėti eksperimentiškai. Jei per violetinį filtrą perleistą šviesos spindulį nukreipiate į indą su fluoresceitu (organiniu dažikliu), tada šis skystis pradeda šviesti žaliai geltona šviesa, t.y. šviesa, kurios bangos ilgis yra ilgesnis nei violetinė.

Fotoliuminescencijos reiškinys plačiai naudojamas fluorescencinėse lempose. sovietų fizikas S.I.Vavilovas pasiūlė dengti vidinis paviršius išleidimo vamzdis su medžiagomis, galinčiomis ryškiai švytėti veikiant trumpųjų bangų spinduliuotei dujų išleidimas. Liuminescencinės lempos yra maždaug tris ar keturis kartus ekonomiškesnės nei įprastos kaitrinės lempos.

Išvardytos pagrindinės spinduliuotės rūšys ir jas sukuriantys šaltiniai. Dažniausi spinduliuotės šaltiniai yra terminiai.

Energijos pasiskirstymas spektre. Nė vienas iš šaltinių nepateikia monochromatinė šviesa, ty griežtai apibrėžto bangos ilgio šviesa. Tuo įsitikinome šviesos skaidymo į spektrą, naudojant prizmę, eksperimentai, taip pat trukdžių ir difrakcijos eksperimentai.

Energija, kurią šviesa neša iš šaltinio, tam tikru būdu pasiskirsto per visų ilgių bangas, kurios sudaro šviesos spindulį. Taip pat galime pasakyti, kad energija paskirstoma dažniais, nes yra skirtumas tarp bangos ilgio ir dažnio. paprastas ryšys: ђv = c.

Elektromagnetinės spinduliuotės srauto tankis, arba intensyvumas /, nustatomas pagal energiją &W, priskiriamą visiems dažniams. Norint apibūdinti spinduliuotės dažninį pasiskirstymą, reikia įvesti naują dydį: intensyvumą dažnio intervalo vienetui. Šis dydis vadinamas spinduliuotės intensyvumo spektriniu tankiu.

Spektrinio spinduliuotės srauto tankį galima rasti eksperimentiškai. Norėdami tai padaryti, turite naudoti prizmę, kad gautumėte spinduliuotės spektrą, pavyzdžiui, elektros lanko, ir išmatuokite spinduliuotės srauto tankį, patenkantį į mažus Av pločio spektrinius intervalus.

Negalite pasikliauti savo akimis, kad įvertintumėte energijos pasiskirstymą. Akis turi selektyvų jautrumą šviesai: didžiausias jos jautrumas yra geltonai žalioje spektro srityje. Geriausia pasinaudoti juodo kūno savybe beveik visiškai sugerti visų bangų ilgių šviesą. Šiuo atveju spinduliuotės energija (t. y. šviesa) sukelia kūno kaitinimą. Todėl pakanka išmatuoti kūno temperatūrą ir pagal ją spręsti, kiek energijos sugeria per laiko vienetą.

Paprastas termometras yra per nejautrus, kad būtų sėkmingai naudojamas tokiuose eksperimentuose. Temperatūrai matuoti reikia jautresnių prietaisų. Galite pasiimti elektrinį termometrą, kuriame jutimo elementas pagamintas plonos metalinės plokštės pavidalu. Ši plokštė turi būti uždengta plonu sluoksniu suodžių, kurie beveik visiškai sugeria bet kokio bangos ilgio šviesą.

Įrenginio karščiui jautrią plokštelę reikia padėti vienoje ar kitoje spektro vietoje. Visas matomas ilgio l spektras nuo raudonų iki violetinių spindulių atitinka dažnio intervalą nuo v cr iki y f. Plotis atitinka nedidelį intervalą Av. Kaitinant juodąją įrenginio plokštę, galima spręsti apie spinduliuotės srauto tankį dažnio intervale Av. Perkeldami plokštę palei spektrą, mes tai randame dauguma energija patenka į raudonąją spektro dalį, o ne į geltonai žalią, kaip atrodo iš akies.

Remiantis šių eksperimentų rezultatais, galima sudaryti spinduliuotės intensyvumo spektrinio tankio priklausomybės nuo dažnio kreivę. Spinduliuotės intensyvumo spektrinį tankį lemia plokštės temperatūra, o dažnį nesunku rasti, jei šviesai skaidyti naudojamas prietaisas yra kalibruotas, tai yra, jei žinoma, kokį dažnį atitinka tam tikra spektro dalis. į.

Nubraižykite išilgai abscisių ašies dažnių vertes, atitinkančias Av intervalų vidurio taškus, ir išilgai ordinačių ašies spektrinis tankis spinduliuotės intensyvumą, gauname daugybę taškų, per kuriuos galime nubrėžti lygią kreivę. Ši kreivė vizualiai atvaizduoja energijos pasiskirstymą ir matomą elektros lanko spektro dalį.