Виды спектров. Спектральный анализ

Спектры излучения
Распределение энергии по частотам
(спектральная плотность интенсивности излучения)

Непрерывный спектр
Дают тела, находящиеся в твердом, жидком состоянии, а также плотные газы.
Чтобы получить, надо нагреть тело до высокой температуры.
Характер спектра зависит не только от свойств отдельных излучающих атомов, но и от взаимодействия атомов друг с другом.
В спектре представлены волны всех длин и нет разрывов.
Непрерывный спектр цветов можно наблюдать на дифракционной решетке. Хорошей демонстрацией спектра является природное явление радуги.

Линейчатый спектр
Дают все вещества в газообразном атомарном (но не молекулярном) состоянии (атомы практически не взаимодействуют друг с другом).
Изолированные атомы данного химического элемента излучают волны строго определенной длины.
Для наблюдения используют свечение паров вещества в пламени или свечение газового разряда в трубке, наполненной исследуемым газом.
При увеличении плотности атомарного газа отдельные спектральные линии расширяются.

Полосатый спектр
Спектр состоит из отдельных полос, разделенных темными промежутками.
Каждая полоса представляет собой совокупность большого числа очень тесно расположенных линий.
Создаются молекулами, не связанными или слабосвязанными друг с другом.
Для наблюдения используют свечение паров в пламени или свечение газового разряда.

Спектр поглощения
Если пропускать белый свет сквозь холодный, неизлучающий газ, то на фоне непрерывного спектра источника появятся темные линии.
Газ поглощает наиболее интенсивно свет тех длин волн, которые он испускает в сильно нагретом состоянии.
Темные линии на фоне непрерывного спектра – это линии поглощения, образующие в совокупности спектр поглощения.

Спектральный анализ
Густав Роберт Кирхгоф
1824 - 1887
Роберт Вильгельм Бунзен
1811 - 1899
Спектральный анализ – метод определения химического состава вещества по его спектру. Разработан в 1859 году немецкими учеными Г. Р. Кирхгофом и Р. В. Бунзеным.

Длины волн (или частоты) линейчатого спектра какого-либо вещества зависят только от свойств атомов этого вещества, но совершенно не зависят от способа возбуждения свечения атомов.
Можно обнаружить данный элемент в составе сложного вещества, даже если масса вещества меньше 10-10г.
Атомы каждого химического элемента имеют строго определённые резонансные частоты, в результате чего именно на этих частотах они излучают или поглощают свет.
Это приводит к тому, что в спектроскопе на спектрах видны линии (тёмные или светлые) в определённых местах, характерных для каждого вещества. Интенсивность линий зависит от количества вещества и его состояния.