Излучение и спектры

1. ПОЗНАКОМИТЬСЯ С РАЗЛИЧНЫМИ ВИДАМИ ИЗЛУЧЕНИЙ, ИХ ИСТОЧНИКАМИ.
2. ПОКАЗАТЬ РАЗНЫЕ ВИДЫ СПЕКТРОВ, ИХ ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ.
3. ШКАЛА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ИЗЛУЧЕНИЙ. ЗАВИСИМОСТЬ СВОЙСТВ ИЗЛУЧЕНИЙ ОТ ЧАСТОТЫ, ДЛИНЫ ВОЛНЫ.
Цели презентации:

Источники света
Холодные
Горячие
электролюминесценция
фотолюминесценция
катодолюминесценция
лампы дневного света
газоразрядные трубки
огни святого Эльма
полярные сияния
свечение экранов плазменных телевизоров
фосфор
краски
свечение экранов
телевизо
ров с ЭЛТ
некоторые глубоководные рыбы
микроорганизмы
Солнце
лампа накаливания
пламя
светлячки
трупные газы
тепловые
хемилюминесценция

Это излучение нагретых тел.
Тепловое излучение, согласно Максвеллу, обусловлено колебаниями электрических зарядов в молекулах вещества, из которых состоит тело.
Тепловое излучение

Электролюминесценция
При разряде в газах электрическое поле сообщает электронам большую кинетическую энергию. Часть энергии идёт на возбуждение атомов. Возбуждённые атомы отдают энергию в виде световых волн.

Катодолюминесценция
Свечение твёрдых тел, вызванное бомбардировкой их электронами.

Хемилюминесценция
Излучение, сопровождающее некоторые химические реакции. Источник света остаётся холодным.

Сергей Иванович Вавилов — российский физик. Родился 24 марта 1891 г. в Москве
Сергей Вавилов в Институте физики и биофизики начал эксперименты по оптике — поглощению и испусканию света элементарными молекулярными системами.
Вавиловым были изучены основные закономерности фотолюминесценции.
Вавиловым, его сотрудниками и учениками осуществлено практическое применение люминесценции: люминесцентный анализ, люминесцентная микроскопия, создание экономичных люминесцентных источников света, экранов
Фотолюминесценция
Некоторые тела сами начинают светиться под действием падающего на них излучения. Светящиеся краски, игрушки, лампы дневного света.

Плотность излучаемой энергии нагретыми телами, согласно теории Максвелла, должна увеличиваться при увеличении частоты (при уменьшении длины волны). Однако опыт показывает, что при больших частотах (малых длинах волн) она уменьшается.
Абсолютно чёрным телом называется тело, которое полностью поглощает падающую на него энергию. В природе абсолютно чёрных тел нет. Наибольшую энергию поглощают сажа и чёрный бархат.
Распределение энергии в спектре

Приборы, с помощью которых можно получить чёткий спектр, который затем можно исследовать, называются спектральными приборами.
К ним относятся спектроскоп, спектрограф.

Виды спектров
2.Полосатые
в газообразном молекулярном состоянии,
1.Линейчатые
в газообразном атомарном состоянии,
Н
Н2
3.Непрерывные или сплошные
тела в твёрдом и жидком состоянии, сильно сжатые газы, высокотемпературная плазма

Сплошной спектр излучают нагретые твёрдые тела. Сплошной спектр, согласно Ньютону, состоит из семи участков — красного, оранжевого, жёлтого, зелёного, голубого, синего и фиолетового цветов. Такой спектр даёт также высокотемпературная плазма.
Сплошной спектр

Состоит из отдельных линий. Линейчатые спектры излучают одноатомные разрежённые газы. На рисунке показаны спектры железа, натрия и гелия.
Линейчатый спектр

Спектр, состоящий из отдельных полос, называется полосатым спектром. Полосатые спектры излучаются молекулами.
Полосатые спектры

Спектры поглощения — спектры, получающиеся при прохождении и поглощении света в веществе. Газ поглощает наиболее интенсивно свет именно тех длин волн, которые сам он испускает в сильно нагретом состоянии.
Спектры поглощения

Спектральный анализ
Атомы любого химического элемента дают спектр, не похожий на спектры всех других элементов: они способны излучать строго определённый набор длин волн.
Метод определения химического состава вещества по его спектру.
Спектральный анализ применяется для определения химического состава ископаемых руд при добыче полезных ископаемых, для определения химического состава звезд, атмосфер, планет; является основным методом контроля состава вещества в металлургии и машиностроении.

Видимый свет — это электромагнитные волны в интервале частот, воспринимаемых человеческим глазом (4,01014—7,51014 Гц). Длина волн от 760 нм (красный) до 380 нм (фиолетовый).
Диапазон видимого света- самый узкий во всем спектре. Длина волны в нем меняется менее чем в два раза. На видимый свет приходится максимум излучения в спектре Солнца. Наши глаза в ходе эволюции адаптировались к его свету и способны воспринимать излучение только в этом узком участке спектра.
Марс в видимом излучении
Видимый свет

Электромагнитное излучение, невидимое глазом в диапазоне длин волн от 10 до 380 нм
Ультрафиолетовое излучение способно убивать болезнетворных бактерий, поэтому его широко применяют в медицине. Ультрафиолетовое излучение в составе солнечного света вызывает биологические процессы, приводящие к потемнению кожи человека – загару. В качестве источников ультрафиолетового излучения в медицине используются газоразрядные лампы. Трубки таких ламп изготавливают из кварца, прозрачного для ультрафиолетовых лучей; поэтому эти лампы называют кварцевыми лампами.
Ультрафиолетовое излучение

— это невидимое глазом электромагнитное излучение, длины волн которого находятся в диапазоне от 8∙10–7 до 10–3 м
Фотография головы в инфракрасном излучении
Голубые области — более холодные, жёлтые — более тёплые. Области разных цветов отличаются по температуре.
Инфракрасное излучение

Вильгельм Конрад Рентген — немецкий физик. Родился 27 марта 1845 г. в городе Леннеп, близ Дюссельдорфа.
Рентген был крупнейшим экспериментатором, он провёл множество уникальных для своего времени экспериментов.
Наиболее значительным достижением Рентгена было открытие им X-лучей, которые носят теперь его имя.
Это открытие Рентгена радикально изменило представления о шкале электромагнитных волн. За фиолетовой границей оптической части спектра и даже за границей ультрафиолетовой области обнаружилась область ещё более коротковолнового электромагнитного излучения, примыкающего далее к гамма-диапазону.
Рентгеновские лучи

При прохождении рентгеновского излучения через вещество уменьшается интенсивность излучения за счёт рассеяния и поглощения.
Рентгеновские лучи применяются в медицине для диагностики заболеваний и для лечения некоторых заболеваний.
Дифракция рентгеновских лучей позволяет исследовать структуру кристаллических твёрдых тел.
Рентгеновские лучи используются для контроля структуры изделий, обнаружения дефектов.

Шкала электромагнитных волн включает в себя широкий спектр волн от 10-13 до 104 м. Электромагнитные волны делятся на диапазоны по различным признакам (способу получения, способу регистрации, взаимодействию с веществом) на радио- и микроволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, рентгеновское излучение и гамма-лучи.
Несмотря на различие, все электромагнитные волны обладают общими свойствами: они поперечны, их скорость в вакууме равна скорости света, они переносят энергию, отражаются и преломляются на границе раздела сред, оказывают давление на тела, наблюдаются их интерференция, дифракция и поляризация.
Шкала электромагнитных волн