Mi az emissziós spektrum?

Az emissziós spektrum az elektromágneses sugárzás (EMR), például látható fény, egy anyag kibocsát.Minden elem egyedülálló fényvilágos ujjlenyomatot bocsát ki, így a fény frekvenciáinak elemzése segít azonosítani a keletkező vegyi anyagot.Ezt az eljárást emissziós spektroszkópiának nevezzük , és nagyon hasznos tudományos eszköz.A csillagászatban használják a csillagokban és a kémiai elemzésben lévő elemek tanulmányozására.

Az elektromágneses sugárzás hullámhossza és mdash;a hullámok címerei közötti távolság mdash;vagy annak frekvenciája mdash;az adott időtartamon belül áthaladó címerek száma.Minél nagyobb a sugárzás energiája, annál rövidebb hullámhossza és annál nagyobb a frekvenciája.Például a kék fény nagyobb energiájú, ezért magasabb frekvenciájú és rövidebb hullámhosszú, mint a vörös fény.A folyamatos típus sok olyan frekvenciát tartalmaz, amelyek egyesülnek egymásba, hiányosságok nélkül, míg a vonaltípus csak néhány különálló frekvenciát tartalmaz.A forró tárgyak folyamatos spektrumot eredményeznek, míg a gázok elnyelhetik az energiát, majd bizonyos specifikus hullámhosszon bocsátják ki, és emissziós vonal spektrumát képeznek.Minden kémiai elemnek megvan a saját egyedi vonalszekvenciája.Az atomok viszonylag közel állnak egymáshoz, és mivel energiát szereznek, többet mozognak, és egymáshoz ütköznek, és az energiák széles skáláját eredményezik.A spektrum tehát az EMR -ből áll, nagyon széles frekvenciatartományban.A sugárzási mennyiség különböző frekvenciákon a hőmérséklettől függ.A lángban melegített vas köröm pirosról sárgare fog menni, mivel hőmérséklete növekszik, és rövidebb hullámhosszon növekvő sugárzási mennyiségeket bocsát ki.

A szivárvány egy példája a Nap által előállított folyamatos spektrumnak.A vízcseppek prizmákként működnek, és a nap fényét a különféle hullámhosszokra osztják.

A folyamatos spektrumot teljes egészében egy objektum hőmérséklete határozza meg, és nem a kompozíciója.Valójában a színek leírhatók a hőmérséklet szempontjából.A csillagászatban a csillag színe feltárja annak hőmérsékletét, a kék csillagok sokkal melegebbek, mint a pirosok.hogy közvetlenül befolyásolják egymást.Az atomban lévő elektronok különböző energiaszinten létezhetnek.Ha az atom összes elektronja a legalacsonyabb energiaszinten van, akkor azt állítják, hogy az atom az alap állapotában van.Mivel elnyeli az energiát, az elektron magasabb energiaszintre ugrik.Előbb vagy utóbb azonban az elektron visszatér a legalacsonyabb szintre, és az atom alapállapotába, energiát bocsát ki elektromágneses sugárzásként.Amikor egy elektron magasból alacsony energiájú állapotból esik, az ugrás mérete meghatározza a kibocsátott sugárzás gyakoriságát.Például a kék fény nagyobb energiacsökkenést jelez, mint a vörös fény.

Minden elemnek megvan a maga elektronok elrendezése és a lehetséges energiaszint.Ha egy elektron elnyeli egy adott frekvencia sugárzását, később ugyanolyan frekvencián sugárzza a sugárzást: az abszorbeált sugárzás hullámhossza meghatározza az energiaszint kezdeti ugrását, és ezért az esetleges ugrás az alapállapotba.Ebből következik, hogy bármely adott elem atomjai csak bizonyos specifikus hullámhosszon bocsáthatnak ki sugárzást, így az elemhez egyedi mintát képeznek.Prizmát vagy difracot használA reszel, hogy a fényt és néha az EMR más formáit felosztják a különböző frekvenciájukra.Ez folyamatos vagy vonal spektrumot adhat, a fény forrásától függően.A vonalak helyzetének megfigyelésével egy spektroszkópos felfedezheti, hogy mely elemek vannak jelen a fény forrásaiban.A hidrogén emissziós spektruma, a legegyszerűbb elem, sorok sorozatából áll, a látható fény piros, kék és ibolya tartományában.Más elemek gyakran bonyolultabb spektrumokkal rendelkeznek.Ezekben az esetekben a mintában szereplő elem azonosítható egy

lángteszt elvégzésével

.Ez magában foglalja a minta lángban történő melegítését, ami azt jelenti, hogy elpárologtatja és sugárzást bocsát ki annak jellegzetes frekvenciáin, és jól látható színt ad a lángnak.Például a nátrium elem erős sárga színű.Számos elem könnyen azonosítható ilyen módon.Ezek alacsonyabb energiákat foglalnak magukban, és hajlamosak kibocsátást eredményezni a spektrum infravörös részén.A csillagászok számos érdekes molekulát azonosítottak az űrben infravörös spektroszkópiával, és a technikát gyakran alkalmazzák a szerves kémiában.Az abszorpciós spektrumban a fény hullámhossza felszívódik, amikor áthaladnak egy gázon, és a sötét vonalak mintáját képezik a folyamatos háttérrel szemben.Az elemek ugyanazokat a hullámhosszokat abszorbeálják, mint amelyeket kibocsátanak, tehát ez felhasználható azok azonosítására.Például a Vénusz légkörén áthaladó napfény abszorpciós spektrumot eredményez, amely lehetővé teszi a tudósok számára, hogy meghatározzák a bolygó légkörének összetételét.