Спектральный анализ - реферат

Содержание

Введение ………………………………………………………………………………….2

Механизм излучения……………………………………………………………………..3

Рассредотачивание энергии в диапазоне……………………………………………………….4

Виды спектров…………………………………………………………………………….6

Виды спектральных анализов……………………………………………………………7

Заключение………………………………………………………………………………..9

Литература……………………………………………………………………………….11

Введение

Диапазон – это разложение света на составные части, лучи различных цветов.

Способ исследования хим состава разных веществ по их линейчатым диапазонам испускания либо поглощения именуют спектральным анализом. Для спектрального анализа требуется ничтожное количество вещества. Быстрота и чувствительность Спектральный анализ - реферат сделали этот способ неподменным как в лабораториях, так и в астрофизике. Потому что каждый хим элемент таблицы Менделеева испускает соответствующий только для него линейчатый диапазон испускания и поглощения, то это дает возможность изучить хим состав вещества. В первый раз его попробовали сделать физики Кирхгоф и Бунзен в 1859 году, соорудив Спектральный анализ - реферат спектроскоп. Свет пропускался в него через неширокую щель, прорезанную с 1-го края подзорной трубы (эта труба с щелью именуется коллиматор). Из коллиматора лучи падали на призму, накрытую ящиком, оклеенным изнутри темной бумагой. Призма отклоняла в сторону лучи, которые шли из щели. Выходил диапазон. После чего завесили окно Спектральный анализ - реферат шторой и поставили у щели коллиматора зажженную горелку. В пламя свечки вводили попеременно куски разных веществ, и смотрели через вторую подзорную трубу на получающийся диапазон. Оказывалось, что раскаленные пары каждого элемента давали лучи строго определенного цвета, и призма отклоняла эти лучи на строго конкретное место, и ни один цвет Спектральный анализ - реферат потому не мог замаскировать другой. Это позволило прийти к выводу, что найден конструктивно новый метод хим анализа – по диапазону вещества. В 1861 Кирхгоф обосновал на базе этого открытия присутствие в хромосфере Солнца ряда частей, положив начало астрофизике.

Механизм излучения

Источник света должен потреблять энергию. Свет - это электрические волны с длиной волны Спектральный анализ - реферат 4*10-7 - 8*10-7 м. Электрические волны излучаются при ускоренном движении заряженных частиц. Эти заряженные частички входят в состав атомов. Но, не зная, как устроен атом, ничего достоверного о механизме излучения сказать нельзя. Ясно только, что снутри атома нет света так же, как в струне рояля нет звука. Подобно струне, начинающей звучать Спектральный анализ - реферат только после удара молоточка, атомы рождают свет только после их возбуждения.

Для того чтоб атом начал источать, ему нужно передать энергию. Излучая, атом теряет полученную энергию, и для непрерывного свечения вещества нужен приток энергии к его атомам снаружи.

Термическое излучение. Более обычный и всераспространенный вид излучения - термическое излучение, при Спектральный анализ - реферат котором утраты атомами энергии на излучение света компенсируются за счет энергии термического движения атомов либо (молекул) излучающего тела. Чем выше температура тела, тем резвее движутся атомы. При столкновении стремительных атомов (молекул) вместе часть их кинетической энергии преобразуется в энергию возбуждения атомов, которые потом источают свет.

Термическим источником излучения является Солнце, также Спектральный анализ - реферат рядовая лампа накаливания. Лампа очень удачный, но малоэкономичный источник. Только приблизительно 12% всей энергии, выделяемой в лампе электронным током, преобразуется в энергию света. Термическим источником света является пламя. Крупинки сажи раскаляются за счет энергии, выделяющейся при сгорании горючего, и испускают свет.

Электролюминесценция. Энергия, нужная атомам для излучения света, может заимствоваться и Спектральный анализ - реферат из нетепловых источников. При разряде в газах электронное поле докладывает электронам огромную кинетическую энергию. Резвые электроны испытывают соударения с атомами. Часть кинетической энергии электронов идет на возбуждение атомов. Возбужденные атомы отдают энергию в виде световых волн. Благодаря этому разряд в газе сопровождается свечением. Это и есть электролюминесценция.

Катодолюминесценция Спектральный анализ - реферат. Свечение жестких тел, вызванное бомбардировкой их электронами, именуют катодолюминисенцией. Благодаря катодолюминесценции сияют экраны электронно-лучевых трубок телевизоров.

Хемилюминесценция. При неких хим реакциях, идущих с выделением энергии, часть этой энергии конкретно расходуется на излучение света. Источник света остается прохладным (он имеет температуру среды). Это явление именуется хемиолюминесценкией.

Фотолюминесценция. Падающий на вещество Спектральный анализ - реферат свет отчасти отражается, а отчасти поглощается. Энергия поглощаемого света почти всегда вызывает только нагревание тел. Но некие тела сами начинают сиять конкретно под действием падающего на него излучения. Это и есть фотолюминесценция. Свет возбуждает атомы вещества (наращивает их внутреннюю энергию), после чего они высвечиваются сами. К примеру, светящиеся краски Спектральный анализ - реферат, которыми покрывают многие елочные игрушки, источают свет после их облучения.

Излучаемый при фотолюминесценции свет имеет, обычно, огромную длину волны, чем свет, возбуждающий свечение. Это можно следить экспериментально. Если навести на сосуд с флюоресцеитом (органический краситель) световой пучок,

пропущенный через фиолетовый светофильтр, то эта жидкость начинает сиять зелено Спектральный анализ - реферат - желтоватым светом, т. е. светом большей длины волны, чем у фиолетового света.

Явление фотолюминесценции обширно употребляется в лампах дневного света. Русский физик С. И. Вавилов предложил покрывать внутреннюю поверхность разрядной трубки субстанциями, способными ярко сиять под действием коротковолнового излучения газового разряда. Лампы дневного света приблизительно в три-четыре раза Спектральный анализ - реферат экономичнее обыденных ламп накаливания.

Перечислены главные виды излучений и источники, их создающие. Самые всераспространенные источники излучения - термические.

Рассредотачивание энергии в диапазоне

На дисплее за преломляющей призмой монохроматические цвета в диапазоне размещаются в последующем порядке: красноватый (имеющий самую большую посреди волн видимого света длину волны (к=7,6(10-7 м и меньший показатель преломления), оранжевый Спектральный анализ - реферат, желтоватый, зеленоватый, голубой, голубий и фиолетовый (имеющий меньшую в видимом диапазоне длину волны (ф=4(10-7 м и больший показатель преломления). Ни один из источников не дает монохроматического света, т. е. света строго определенной длины волны. В этом нас уверяют опыты по разложению света в диапазон при помощи призмы Спектральный анализ - реферат, также опыты по интерференции и дифракции.

Та энергия, которую несет с собой свет от источника, спецефическим образом распределена по волнам всех длин, входящим в состав светового пучка. Можно также сказать, что энергия распределена по частотам, потому что меж длиной волны и частотой существует обычная связь: v = c.

Плотность потока электрического Спектральный анализ - реферат излучения, либо интенсивность /, определяется энергией &W, приходящейся на все частоты. Для свойства рассредотачивания излучения по частотам необходимо ввести новейшую величину: интенсивность, приходящуюся на единичный интервал частот. Данную величину именуют спектральной плотностью интенсивности излучения.

Спектральную плотность потока излучения можно отыскать экспериментально. Для этого нужно при помощи призмы получить диапазон излучения, к Спектральный анализ - реферат примеру, электронной дуги, и измерить плотность потока излучения, приходящегося на маленькие спектральные интервалы шириной Av.

Полагаться на глаз при оценке рассредотачивания энергии нельзя. Глаз обладает избирательной чувствительностью к свету: максимум его чувствительности лежит в желто-зеленой области диапазона. Идеальнее всего пользоваться свойством темного тела практически стопроцентно всасывать свет всех Спектральный анализ - реферат длин волн. При всем этом энергия излучения (т. е. света) вызывает нагревание тела. Потому довольно измерить температуру тела и по ней судить о количестве поглощенной в единицу времени энергии.

Обыденный указатель температуры имеет очень малую чувствительность для того, чтоб его можно было с фуррором использовать в Спектральный анализ - реферат таких опытах. Необходимы более чувствительные приборы для измерения температуры. Можно взять электронный указатель температуры, в каком чувствительный элемент выполнен в виде узкой железной пластинки. Эту пластинку нужно покрыть узким слоем сажи, практически на сто процентов всасывающей свет хоть какой длины волны.

Чувствительную к нагреванию пластинку прибора следует поместить в то либо другое Спектральный анализ - реферат место диапазона. Всему видимому диапазону длиной l от бардовых лучей до фиолетовых соответствует интервал частот от vкр до уф . Ширине соответствует малый интервал Av. По нагреванию темной пластинки прибора можно судить о плотности потока излучения, приходящегося на интервал частот Av. Перемещая пластинку повдоль диапазона, мы найдем Спектральный анализ - реферат, что большая часть энергии приходится на красноватую часть диапазона, а не на желто-зеленую, как кажется на глаз.

По результатам этих опытов можно выстроить кривую зависимости спектральной плотности интенсивности излучения от частоты. Спектральная плотность интенсивности излучения определяется по температуре пластинки, а частоту несложно отыскать, если применяемый для разложения света прибор проградуирован Спектральный анализ - реферат, т. е. если понятно, какой частоте соответствует данный участок диапазона.

Откладывая по оси абсцисс значения частот, соответственных серединам интервалов Av, а по оси ординат спектральную плотность интенсивности излучения, мы получим ряд точек, через которые можно провести плавную кривую. Эта кривая дает приятное представление о рассредотачивании энергии и Спектральный анализ - реферат видимой части диапазона электронной дуги.

Спектральные аппараты. Для четкого исследования спектров такие обыкновенные приспособления, как узенькая щель, ограничивающая световой пучок, и призма, уже недостаточны. Нужны приборы, дающие точный диапазон, т. е. приборы, отлично разделяющие волны различной длины и не допускающие перекрытия отдельных участков диапазона. Такие приборы именуют спектральными аппаратами. В Спектральный анализ - реферат большинстве случаев основной частью спектрального аппарата является призма либо дифракционная решетка.

Разглядим схему устройства призменного спектрального аппарата. Исследуемое излучение поступает сначала в часть прибора, именуемую коллиматором. Коллиматор представляет собой трубу, на одном конце которой имеется ширма с узенькой щелью, а на другом - собирающая линза. Щель находится на фокусном расстоянии от линзы Спектральный анализ - реферат. Потому расходящийся световой пучок, попадающий на линзу из щели, выходит из нее параллельным пучком и падает на призму.

Потому что различным частотам соответствуют разные характеристики преломления, то из призмы выходят параллельные пучки, не совпадающие по направлению. Они падают на линзу. На фокусном расстоянии этой линзы размещается экран Спектральный анализ - реферат - матовое стекло либо

фотопластинка. Линза фокусирует параллельные пучки лучей на дисплее, и заместо 1-го изображения щели выходит целый ряд изображений. Каждой частоте (узенькому спектральному интервалу) соответствует свое изображение. Все эти изображения совместно и образуют диапазон.

Описанный прибор именуется спектрографом. Если заместо 2-ой линзы и экрана употребляется зрительная труба для зрительного Спектральный анализ - реферат наблюдения спектров, то прибор именуется спектроскопом, описанным выше. Призмы и другие детали спектральных аппаратов необязательно изготовляются из стекла. Заместо стекла используются и такие прозрачные материалы, как кварц, каменная соль и др.

Виды спектров

Спектральный состав излучения веществ очень разнообразен. Но, невзирая на это, все диапазоны, как указывает опыт, можно Спектральный анализ - реферат поделить на несколько типов:

Непрерывные диапазоны. Солнечный диапазон либо диапазон дугового фонаря является непрерывным. Это значит, что в диапазоне представлены волны всех длин. В диапазоне нет разрывов, и на дисплее спектрографа можно созидать сплошную разноцветную полосу.

Рассредотачивание энергии по частотам, т. е. Спектральная плотность интенсивности излучения, для Спектральный анализ - реферат разных тел различно. К примеру, тело с очень темной поверхностью испускает электрические 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 огромные частоты, ничтожно мала. При повышении температуры максимум спектральной плотности излучения сдвигается Спектральный анализ - реферат в сторону маленьких волн.

Непрерывные (либо сплошные) диапазоны, как указывает опыт, дают тела, находящиеся в жестком либо водянистом состоянии, также очень сжатые газы. Для получения непрерывного диапазона необходимо подогреть тело до высочайшей температуры.

Нрав непрерывного диапазона и сам факт его существования определяются не только лишь качествами отдельных излучающих атомов Спектральный анализ - реферат, да и в сильной степени зависят от взаимодействия атомов вместе.

Непрерывный диапазон дает также высокотемпературная плазма. Электрические волны излучаются плазмой в главном при столкновении электронов с ионами.

Линейчатые диапазоны. Внесем в бледное пламя газовой горелки кусок асбеста, смоченного веществом обычной поваренной соли.

При наблюдении пламени в спектроскоп на фоне Спектральный анализ - реферат чуть различимого непрерывного диапазона пламени вспыхнет колоритная желтоватая линия. Эту желтоватую линию дают пары натрия, которые образуются при расщеплении молекул поваренной соли в пламени. Любой из их - это частокол цветных линий различной яркости, разбитых широкими темными

полосами. Такие диапазоны именуются линейчатыми. Наличие линейчатого диапазона значит, что вещество испускает свет только Спектральный анализ - реферат полностью определенных длин волн (поточнее, в определенных очень узеньких спектральных интервалах). Любая линия имеет конечную ширину.

Линейчатые диапазоны дают все вещества в газообразном атомарном (но не молекулярном) состоянии. В данном случае свет источают атомы, которые фактически не ведут взаимодействие вместе. Это самый базовый, основной тип спектров.

Изолированные атомы источают строго определенные Спектральный анализ - реферат длины волн. Обычно для наблюдения линейчатых спектров употребляют свечение паров вещества в пламени либо свечение газового разряда в трубке, заполненной исследуемым газом.

При увеличении плотности атомарного газа отдельные спектральные полосы расширяются, и, в конце концов, при очень большенном сжатии газа, когда взаимодействие атомов становится значимым, эти полосы перекрывают Спектральный анализ - реферат друг дружку, образуя непрерывный диапазон.

Полосатые диапазоны. Полосатый диапазон состоит из отдельных полос, разбитых темными промежутками. При помощи очень неплохого спектрального аппарата можно

найти, что любая полоса представляет собой совокупа огромного числа очень тесновато расположенных линий. В отличие от линейчатых спектров полосатые диапазоны создаются не атомами, а молекулами, не связанными Спектральный анализ - реферат либо почти не связанными вместе.

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

Диапазоны поглощения. Все вещества, атомы которых находятся в возбужденном состоянии, источают световые волны, энергия которых спецефическим образом распределена по длинам волн. Поглощение Спектральный анализ - реферат света веществом зависит также от длины волны. Так, красноватое стекло пропускает волны, надлежащие красноватому свету, и поглощает все другие.

Если пропускать белоснежный свет через прохладный, неизлучающий газ, то на фоне непрерывного диапазона источника возникают черные полосы. Газ поглощает более активно свет как раз тех длин волн, которые он Спектральный анализ - реферат испускает в очень нагретом состоянии. Черные полосы на фоне непрерывного диапазона - это полосы поглощения, образующие в совокупы диапазон поглощения.

Есть непрерывные, линейчатые и полосатые диапазоны излучения и столько же видов спектров поглощения.

Линейчатые диапазоны играют особо важную роль, так как их структура прямо связана со строением атома. Ведь Спектральный анализ - реферат эти диапазоны создаются атомами, не испытывающими наружных воздействий. Потому, знакомясь с линейчатыми спектрами, мы тем делаем 1-ый шаг к исследованию строения атомов. Следя эти диапазоны, ученые получили

возможность «заглянуть» вовнутрь атома. Тут оптика впритирку соприкасается с атомной физикой.

Виды спектральных анализов

Главное свойство линейчатых спектров заключается в том Спектральный анализ - реферат, что длины волн (либо частоты) линейчатого диапазона какого-нибудь вещества зависят только от параметров атомов этого вещества, но совсем не зависят от метода возбуждения свечения атомов. Атомы

хоть какого хим элемента дают диапазон, не схожий на диапазоны всех других частей: они способны источать строго-определенный набор длин волн.

На этом основан Спектральный анализ - реферат спектральный анализ - способ определения хим состава вещества по его диапазону. Подобно отпечаткам пальцев у людей линейчатые диапазоны имеют неподражаемую особенность. Неповторимость орнаментов на коже пальца помогает нередко отыскать правонарушителя. Точно так же благодаря особенности спектров имеется

возможность найти хим состав тела. При помощи спектрального анализа можно найти данный элемент в Спектральный анализ - реферат составе сложного вещества. Это очень чувствительный способ.

На данное время известны последующие виды спектральных анализов - атомный спектральный анализ (АСА) ( определяет элементный состав эталона по атомным (ионным) диапазонам испускания и поглощения), эмиссионный АСА (по диапазонам испускания атомов, ионов и молекул, возбуждённым разными источниками электрического излучения в спектре от Спектральный анализ - реферат g-излучения до микроволнового), атомно-абсорбционный СА (производят по диапазонам поглощения электрического излучения анализируемыми объектами (атомами, молекулами, ионами вещества, находящегося в разных агрегатных состояниях)), атомно-флуоресцентный СА, молекулярный спектральный анализ (МСА ) ( молекулярный состав веществ по молекулярным диапазонам поглощения, люминесценции и комбинационного рассеяния света.), высококачественный МСА (довольно установить наличие либо отсутствие Спектральный анализ - реферат аналитических линий определяемых частей. По яркости линий при зрительном просмотре можно дать грубую оценку содержания тех либо других частей в пробе), количественный МСА (производят сопоставлением интенсивностей 2-ух спектральных линий в диапазоне пробы, одна из которых принадлежит определяемому элементу, а другая (линия сопоставления) - основному элементу пробы, концентрация которого Спектральный анализ - реферат известна, либо специально вводимому в известной концентрации элементу).

В базе МСА лежит высококачественное и количественное сопоставление измеренного диапазона исследуемого эталона со спектрами личных веществ. Соответственно различают высококачественный и количественный МСА. В МСА употребляют разные виды молекулярных спектров, вращательные [спектры в микроволновой и длинноволновой инфракрасной (ИК) областях], колебательные и колебательно-вращательные Спектральный анализ - реферат [спектры поглощения и испускания в средней ИК-области, диапазоны комбинационного рассеяния света (КРС), диапазоны ИК-флуоресценции], электрические, электронно-колебательные и электронно-колебательно-вращательные [спектры поглощения и пропускания в видимой и ультрафиолетовой (УФ) областях, диапазоны флуоресценции]. МСА позволяет проводить анализ малых количеств (в неких случаях толики мкг и наименее Спектральный анализ - реферат) веществ, находящихся в разных агрегатных состояниях.

Количественный анализ состава вещества по его диапазону затруднен, потому что яркость спектральных ли­ний зависит не только лишь от массы вещества, да и от метода воз­буждения свечения. Так, при низ­ких температурах многие спектраль­ные полосы вообщем не возникают. Но при соблюдении стандарт­ных критерий Спектральный анализ - реферат возбуждения свечения можно проводить и количественный спектральный анализ.

Самым четким из перечисленных анализов является атомно-абсорбционный СА. Методика проведения ААА по сопоставлению с др. способами существенно проще, для него свойственна высочайшая точность определения не только лишь малых, да и огромных концентраций частей в пробах. ААА с фуррором Спектральный анализ - реферат подменяет трудоёмкие и долгие хим способы анализа, не уступая им в точности.

Заключение

В текущее время определены диапазоны всех атомов и составлены таблицы спектров. При помощи спект­рального анализа были открыты многие новые элементы: рубидий, цезий и др. Элементам нередко давали наименования в согласовании с цветом более насыщенных линий Спектральный анализ - реферат спект­ра. Рубидий дает красные, рубиновые полосы. Слово цезий оз­начает «небесно-голубой». Это цвет главных линий диапазона цезия.

Конкретно при помощи спектраль­ного анализа узнали хим состав Солнца и звезд. Другие способы анализа тут вообщем не­возможны. Оказалось, что звезды состоят из числа тех же самых хими­ческих частей Спектральный анализ - реферат, которые имеются и на Земле. Интересно, что гелий сначало открыли на Солнце, и только потом отыскали в атмосфере Земли. Заглавие этого

элемента припоминает об истории его откры­тия: слово гелий значит в пере­воде «солнечный».

Благодаря сравнительной просто­те и универсальности спектраль­ный анализ является главным ме­тодом контроля состава Спектральный анализ - реферат вещества в металлургии, машиностроении, атом­ной промышленности. При помощи спект­рального анализа определяют хим состав руд и минералов.

Состав сложных, приемущественно органических, консистенций анализи­руется по их молекулярным спект­рам.

Спектральный анализ можно создавать не только лишь по диапазонам испускания, да и по диапазонам поглощения. Конкретно полосы поглощения в Спектральный анализ - реферат диапазоне Солнца и звезд позво­ляют изучить хим состав этих небесных тел. Ярко светя­щаяся поверхность Солнца - фо­тосфера - дает непрерывный диапазон. Солнечная атмосфера поглощает из­бирательно свет от фотосферы, что приводит к возникновению линий погло­щения на фоне непрерывного спект­ра фотосферы.

Да и сама атмосфера Солнца Спектральный анализ - реферат испускает свет. Во время солнечных затмений, когда солнечный диск закрыт Луной, происходит обраще­ние линий диапазона. На месте ли­ний поглощения в солнечном спект­ре вспыхивают полосы излучения.

В астрофизике под спектраль­ным анализом понимают не только лишь определение хим состава звезд, газовых туч и т. д., да и нахождение Спектральный анализ - реферат по диапазонам многих

других физических черт этих объектов: температуры, давле­ния, скорости движения, магнитной индукции.

Принципиально знать, из чего состоят окружающие нас тела. Изобрете­но много методов определения их состава. Но состав звезд и галактик можно выяснить только при помощи спектрального анализа.

Экспрессные способы АСА обширно используются в Спектральный анализ - реферат индустрии, сельском хозяйстве, геологии и многих др. областях народного хозяйства и науки. Значительную роль АСА играет в атомной технике, производстве незапятнанных полупроводниковых материалов, сверхпроводников и т. д. Способами АСА производится более 3 /4 всех анализов в металлургии. При помощи квантометров проводят оперативный (в течение 2-3 мин ) контроль в процессе плавки в мартеновском Спектральный анализ - реферат и конвертерном производствах. В геологии и геологической разведке для оценки месторождений создают около 8 млн. анализов в год. АСА применяется для охраны 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 Спектральный анализ - реферат археологических объектов и т. д.

Итак, спектральный анализ применяется практически во всех важных сферах людской деятельности. Таким макаром, спектральный анализ является одним из важных качеств развития не только лишь научного прогресса, да и самого уровня жизни человека.

Литература

Заидель А. Н., Базы спектрального анализа, М., 1965,

Способы спектрального анализа, М,, 1962;

Чулановский В Спектральный анализ - реферат. М., Введение в молекулярный спектральный анализ, М. - Л., 1951;

Русанов А. К., Базы количественного спектрального анализа руд и минералов. М., 1971



specifika-uchebnoj-motivacii-studenta.html
specifika-upravlencheskoj-deyatelnosti.html
specifika-uslovij-truda-i-deyatelnosti-uchitelya-selskoj-shkoli.html