Was ist ein Emissionsspektrum?

Ein Emissionsspektrum ist die elektromagnetische Strahlung (EMR) wie sichtbares Licht, eine Substanz emittiert.Jedes Element gibt einen einzigartigen Lichtfingerabdruck aus. Die Analyse der Frequenzen dieses Lichts hilft daher, die Chemikalie zu identifizieren, die sie erzeugt hat.Dieses Verfahren wird als Emissionsspektroskopie bezeichnet und ist ein sehr nützliches wissenschaftliches Instrument.Es wird in der Astronomie verwendet, um die in Sterne vorhandenen Elemente und in der chemischen Analyse zu untersuchen.

Elektromagnetische Strahlung kann in Bezug auf seine Wellenlänge Mdash beschrieben werden.der Abstand zwischen den Wellen der Wellen mdash;oder seine Frequenz mdash;Die Anzahl der Wappen, die in einer bestimmten Zeit vergeht.Je höher die Energie der Strahlung ist, desto kürzer ist seine Wellenlänge und desto höher ist ihre Frequenz.Blaues Licht hat beispielsweise eine höhere Energie und damit eine höhere Frequenz und kürzere Wellenlänge als rotes Licht.

Arten von Spektren

Es gibt zwei Arten von Emissionsspektrum.Der kontinuierliche Typ enthält viele Frequenzen, die sich ohne Lücken ineinander verschmelzen, während der Linienart nur wenige unterschiedliche Frequenzen enthält.Heiße Objekte erzeugen ein kontinuierliches Spektrum, während Gase die Energie absorbieren können, dann an bestimmte Wellenlängen aus emittieren und ein Emissionslinienspektrum bilden.Jedes chemische Element hat eine eigene einzigartige Reihenfolge von Linien.Die Atome sind relativ nahe beieinander und wenn sie Energie gewinnen, bewegen sie sich mehr und stoßen gegeneinander, was zu einer Vielzahl von Energien führt.Das Spektrum besteht daher aus EMR in einem sehr weiten Bereich von Frequenzen.Die Strahlungsmengen bei unterschiedlichen Frequenzen variieren mit der Temperatur.Ein in einer Flamme erhitztes eisernen Nagel wird mit zunehmender Temperatur von rot nach gelb zu gelb zu weiß und er wird zunehmend Strahlungsmengen bei kürzeren Wellenlängen ausgibt.

Ein Regenbogen ist ein Beispiel für das von der Sonne erzeugte kontinuierliche Spektrum.Wassertröpfchen wirken als Prismen und teilen das Licht der Sonne in seine verschiedenen Wellenlängen auf.

Das kontinuierliche Spektrum wird vollständig durch die Temperatur eines Objekts und nicht durch seine Zusammensetzung bestimmt.In der Tat können Farben in Bezug auf die Temperatur beschrieben werden.In der Astronomie zeigt die Farbe eines Sterns seine Temperatur, wobei blaue Sterne viel heißer sind als rotesich direkt beeinflussen.Die Elektronen in einem Atom können bei unterschiedlichen Energieniveaus existieren.Wenn alle Elektronen in einem Atom auf ihrem niedrigsten Energieniveau liegen, soll das Atom in seinem Grundzustand

liegen.Wenn es Energie absorbiert, kann ein Elektron auf ein höheres Energieniveau springen.Früher oder später wird das Elektron jedoch auf seinen niedrigsten Niveau zurückkehren, und das Atom in seinen Grundzustand und emittiert Energie als elektromagnetische Strahlung.

Die Energie des EMR entspricht der Energiedifferenz zwischen den höheren und niedrigeren Zuständen des Elektrons.Wenn ein Elektron von einem hohen zu einem niedrigen Energiezustand fällt, bestimmt die Größe des Sprung die Frequenz der emittierten Strahlung.Blaues Licht zeigt beispielsweise einen größeren Energieabfall als rotes Licht an.

Jedes Element hat seine eigene Anordnung von Elektronen und möglichen Energieniveaus.Wenn ein Elektron eine bestimmte Frequenz Strahlung absorbiert, wird später die Strahlung bei derselben Frequenz abgebildet: Die Wellenlänge der absorbierten Strahlung bestimmt den anfänglichen Sprung des Energieniveaus und daher den späteren Sprung in den Grundzustand.Daraus folgt, dass Atome eines bestimmten Elements nur bei bestimmten spezifischen Wellenlängen Strahlung emittieren können und ein Muster bilden können, das für dieses Element einzigartig ist.Es verwendet ein Prisma oder DiffracTion -Gitter zu Spalten von Licht und manchmal anderen Formen von EMR in ihre unterschiedlichen Frequenzen.Dies kann je nach Quelle des Lichts ein kontinuierliches oder leitendes Spektrum ergeben.

Ein Linienemissionsspektrum erscheint als Reihe farbiger Linien vor einem dunklen Hintergrund.Indem ein Spektroskopist die Positionen der Linien feststellt, kann er feststellen, welche Elemente in der Lichtquelle vorhanden sind.Das Emissionsspektrum von Wasserstoff, das einfachste Element, besteht aus einer Reihe von Linien im roten, blauen und violetten Bereich des sichtbaren Lichts.Andere Elemente haben oft komplexere Spektren.In diesen Fällen ist es möglich, das Element in einer Probe durch Durchführung eines

Flammentests

zu identifizieren.Dies beinhaltet das Erhitzen der Probe in einer Flamme, wodurch sie die Strahlung an ihren charakteristischen Frequenzen verdampft und emittiert und der Flamme eine deutlich sichtbare Farbe verleiht.Das Element Natrium zum Beispiel ergibt eine starke gelbe Farbe.Viele Elemente können auf diese Weise leicht identifiziert werden.Diese beinhalten niedrigere Energien und neigen dazu, Emissionen im Infrarotteil des Spektrums zu produzieren.Astronomen haben durch Infrarotspektroskopie eine Vielzahl interessanter Moleküle im Weltraum identifiziert, und die Technik wird häufig in der organischen Chemie verwendet.

Absorptionsspektren Es ist wichtig, zwischen Emissions- und Absorptionsspektren zu unterscheiden.In einem Absorptionsspektrum werden einige Lichtwellenlängen absorbiert, wenn sie durch ein Gas gehen und ein Muster dunkler Linien vor einem kontinuierlichen Hintergrund bilden.Elemente absorbieren die gleichen Wellenlängen, die sie emittieren, sodass sie verwendet werden können, um sie zu identifizieren.Zum Beispiel erzeugt Licht von der Sonne, die durch die Atmosphäre der Venus führt, ein Absorptionsspektrum, mit dem Wissenschaftler die Zusammensetzung der Atmosphäre des Planeten bestimmen können.