Данную презентацию использовать для изучения в 11 классе темы «Излучения и спектры. Спектральный анализ» Темы рассматриваются в

Излучение света, спектры и спектральный анализ

Источник света должен потреблять энергию. Свет - это электромагнитные волны с длиной волны 4*10-7 - 8*10-7 м. Электромагнитные волны излучаются при ускоренном движении заряженных частиц. Эти заряженные частицы входят в состав атомов. Ясно лишь, что внутри атома нет света так же, как в струне рояля нет звука. Подобно струне, начинающей звучать лишь после удара молоточка, атомы рождают свет только после их возбуждения.
Излучение света

Виды излучений
Тепловое излучение
Люминесценция

Тепловое излучение
Возникает при тепловых столкновениях атомов:
1. Тепловое равновесное излучение, создается источником при постоянной его температуре.(Источник – Солнце, звезды)
2. Тепловое неравновесное излучение – происходит, когда источник нагревают(например – лампа накаливания)

Люминесценция
Помимо теплового излучения у тел при той же температуре может существовать другой вид излучения, избыточного над тепловым – люминесценция(от латинского слова “luminis”- свет), которая не связана с переходом энергии теплового движения молекул в энергию электромагнитных волн. Явление люминесценции состоит в излучении света источниками за счет поступления к ним энергии в результате различных процессов.

Катодолюминесценция
Называется свечение тел, вызванное бомбардировкой вещества электронами или другими заряженными частицами(например, ионами).

Электролюминесценция
Вызывается пропусканием через вещество электрического тока или действием электрического поля. В этих видах люминесценции кинетическая энергия заряженных частиц или энергия электрического поля частиц передается атомам(молекулам ) вещества, которые излучают электромагнитные волны.

Свечение газового разряда в трубках для рекламных надписей является примером этого вида люминесценции.

Потоки заряженных частиц от Солнца вызывают видимое с Земли свечение атомов газов, находящихся в верхних слоях атмосферы

Хемилюминесценция
Некоторые химические реакции в веществе, которые сопровождаются выделением энергии, являются причиной свечения, называемого хемилюминесценцией. Свечение многих живых организмов: бактерий, насекомых, рыб – происходит за счет химических реакций.

Среди микроорганизмов имеются бактерии, излучающие свет. Они живут свободно или в качестве паразитов в теле различных животных и на гниющих трупах. Размножаясь в огромных количествах, эти микроорганизмы вызывают свечение: светятся ночью гнилые пни и кучи гнилой рыбы, выброшенной бурей на берег, светятся некоторые грибы.
Свечение некоторых рыб также вызвано свечением бактерий, поселившихся на них. В других случаях свет возникает в особых клетках самого животного. На больших глубинах встречаются светящиеся черви, моллюски, полипы. Роль свечения в жизни животных разнообразна и для разных организмов, очевидно, различна. Это одно из приспособлений, которыми так богата живая природа, одно из средств в борьбе за существование.
.

Это свет живой природы, волшебное свечение, которым можно любоваться на берегу моря, наблюдая ночью за фосфоресцирующими морскими волнами или за хороводами жучков-светлячков. Подводное царство населено множеством светящихся рыб, моллюсков, медуз и других обитателей морских глубин. Тайны происхождения "живого" света давно привлекали внимание людей. Светящиеся организмы были описаны в древнекитайских книгах еще 3000 лет назад, а также в трудах древних философов - Аристотеля и Плиния.

Фотолюминесценция
Фотолюминесценцией называется свечение тел под действием облучения их видимым, ультрафиолетовым светом, рентгеновским или гамма-излучением. В этом случае энергия падающего на вещество излучения частично превращается в собственное излучение самого вещества.

В люминесцентных источниках света – лампах дневного света внутренние поверхности разрядной трубки покрываются люминофорами – веществами, которые под действием ультрафиолетового или другого коротковолнового излучения с большей частотой начинают испускать видимый свет меньшей частоты. (показать опыты)

Спектры
Совокупность частот(или длин волн), которые содержатся в излучении какого – либо вещества, называется спектром испускания (эмиссионным спектром) этого вещества. Совокупность частот(или длин волн), поглощаемых данным веществом, называется его спектром поглощения (абсорбционным- от латинского слова «absorption» - поглощение- спектром).

Спектральные аппараты
Для получения и исследования оптического спектра излучения и поглощения веществ существуют приборы, называемые спектроскопами и спектрометрами.

Разложение света на спектр
Если направить на призму пучок естественного света , то призма, по- разному преломляя свет разной длины волны(дисперсия), позволяет на экране увидеть разложение белого света на цвета. То же самое получится, если вместо призмы брать дифракционную решетку. А если направить на призму свет от излучения какого – либо вещества, то на экране получим спектр излучения этого вещества.

Сперктроскоп
Прибор для наблюдения спектра вещества называется -спектроскоп
зрительная труба
призма(дифракционная решетка)
коллиматор

Спектроскоп
А – коллиматор – труба со щелью
В – зрительная труба

Виды спектров- Сплошной
Раскаленные твердые тела и светящиеся жидкости создают непрерывные(сплошные) спектры испускания, представляющие собой непрерывную последовательность частот (или длин волн), плавно переходящих друг в друга. Непрерывный спектр создает светящаяся поверхность Солнца – фотосфера.

Виды спектров
Излучающие молекулы создают полосатые спектры испускания, в которых множество тесно расположенных спектральных линий образуют группы – полосы, разделенные темными промежутками.

Виды спектров-Линейчатый
Светящиеся газы(разреженные) в атомарном состоянии создают линейчатые спектры испускания, состоящие из отдельных узких спектральных линий. Спектральные линии имеют определенную интенсивность и отделены друг от друга темными промежутками. Изолированные атомы данного химического элемента излучают вполне определенную, присущую только этому химическому элементу, совокупность спектральных линий.

Спектр поглощения
Спектры поглощения – на фоне сплошного спектра темные узкие линии

Спектры и спектральный анализ
Спектральным анализом называется изучение химического состава и концентрации атомов(и молекул), входящих в состав вещества, по его спектру.
Оптический спектральный анализ характеризуется относительной простотой выполнения, отсутствием сложной подготовки проб к анализу, незначительным количеством вещества (10—30 мг), необходимого для анализа на большое число элементов. Атомарные спектры (поглощения или испускания) получают переведением вещества в парообразное состояние путем нагревания пробы до 1000—10000°С. В качестве источников возбуждения атомов при эмиссионном анализе токопроводящих материалов применяют искру, дугу переменного тока, при этом пробу помещают в кратер одного из угольных электродов. Для анализа растворов широко используют пламя или плазму различных газов.