गठनविज्ञान

परमाणुओं द्वारा उत्सर्जन और प्रकाश का अवशोषण। लाइन स्पेक्ट्रा की उत्पत्ति

इस लेख को समझने के लिए बुनियादी अवधारणाओं आवश्यक प्रदान करता है कैसे परमाणुओं द्वारा उत्सर्जन और प्रकाश का अवशोषण। वहाँ भी इन घटनाओं के उपयोग में वर्णित है।

स्मार्टफोन और भौतिकी

आदमी है जो 1990 के बाद पैदा हुआ था, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की एक किस्म के बिना अपने जीवन प्रदान नहीं कर सकते। स्मार्टफोन न केवल फोन की जगह, लेकिन यह भी संभव बनाता है विनिमय दरों पर नजर रखने के, लेन-देन करने, एक टैक्सी कॉल करने के लिए और यहां तक कि उनके आवेदन के माध्यम से, बोर्ड आईएसएस पर अंतरिक्ष यात्रियों के साथ अनुरूप हैं। क्रमशः, और निश्चित रूप से एक मामले के रूप में उन सभी डिजिटल सहायक द्वारा माना जाता है। उत्सर्जन और परमाणुओं कि बनाने के लिए और उपकरणों के सभी प्रकार को कम करने के युग संभव बनाया है, तो पाठकों भौतिकी सबक में एक उबाऊ विषय लगेगा द्वारा प्रकाश के अवशोषण। लेकिन भौतिक विज्ञान की इस शाखा दिलचस्प और रोमांचक का एक बहुत।

स्पेक्ट्रा के उद्घाटन के लिए सैद्धांतिक पृष्ठभूमि

एक कहावत है: "। जिज्ञासा ही पतन का" बल्कि इस तथ्य को यह अभिव्यक्ति है कि गलत संबंध बेहतर है दखल नहीं। अगर, हालांकि, विश्व के प्रति जिज्ञासा दिखाने के लिए, कुछ भी गलत नहीं नहीं होगा। उन्नीसवीं सदी के अंत में, लोग समझने लगे चुंबकत्व की प्रकृति (जो अच्छी तरह से मैक्सवेल के समीकरण की प्रणाली में प्रलेखित है)। अगला प्रश्न है, जो वैज्ञानिकों की अनुमति होगी, इस मामले की संरचना बन गया। विज्ञान परमाणुओं द्वारा बहुत ही मूल्यवान उत्सर्जन और प्रकाश का अवशोषण नहीं है के लिए: यह तुरंत स्पष्ट करने के लिए आवश्यक है। लाइन स्पेक्ट्रा - इस घटना का एक परिणाम है और इस मामले की संरचना के अध्ययन के लिए आधार है।

परमाणु की संरचना

प्राचीन ग्रीस में वैज्ञानिकों का सुझाव है कि संगमरमर अविभाज्य के कई टुकड़े से बना है "परमाणुओं।" और उन्नीसवीं सदी के अंत से पहले, लोगों को लगा कि यह बात सबसे छोटी कणों था। लेकिन सोने की पन्नी पर भारी कणों के प्रसार पर रदरफोर्ड के अनुभव से पता चला है परमाणु भी एक आंतरिक संरचना है। भारी नाभिक केंद्र में है और धनात्मक आवेश, हल्के नकारात्मक इलेक्ट्रॉनों उसे चारों ओर घूमना।

मैक्सवेल सिद्धांत के भीतर परमाणुओं के विरोधाभास

इन निष्कर्षों को कई विरोधाभास को जन्म दिया है: मैक्सवेल के समीकरण के अनुसार, किसी भी चलती आवेशित कण का उत्सर्जन करता है एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र है, इसलिए, ऊर्जा खो देता है। क्यों, फिर, इलेक्ट्रॉनों नाभिक में गिर नहीं है, और बारी बारी से करने के लिए जारी? यह भी स्पष्ट नहीं था क्यों प्रत्येक परमाणु अवशोषित कर लेता है या केवल एक निश्चित तरंग दैर्ध्य की फोटॉनों का उत्सर्जन करता है। बोह्र सिद्धांत यह संभव कक्षाओं में प्रवेश करने से दोष के इलाज के लिए बनाया है। इस सिद्धांत के सिद्धांतों के अनुसार, नाभिक के चारों ओर इलेक्ट्रॉनों केवल इन कक्षाओं पर हो सकता है। दो पड़ोसी राज्यों के बीच संक्रमण एक निश्चित ऊर्जा के साथ उत्सर्जन या एक फोटोन के अवशोषण से या तो साथ है। परमाणुओं द्वारा उत्सर्जन और प्रकाश का अवशोषण ठीक इसी वजह से है।

तरंगदैर्ध्य, आवृत्ति, ऊर्जा

अधिक विस्तृत जानकारी के लिए आप फोटॉनों के बारे में थोड़ा बात करने की जरूरत है। ये प्राथमिक कणों कोई बाकी बड़े पैमाने पर होती है। वे केवल पर्यावरण के माध्यम से जाने के रूप में लंबे समय के रूप में मौजूद हैं। लेकिन वजन अभी भी है: सतह हड़ताली, वे इसे एक आवेग है कि बड़े पैमाने के बिना असंभव होता संचारित। बस इसे का एक बहुत ऊर्जा में बदल जाती, मादक द्रव्यों जिनमें से वे हिट बनाने और वे, अवशोषित कर रहे हैं एक छोटे से गर्म। बोह्र सिद्धांत इस तथ्य की व्याख्या नहीं करता। फोटोन के गुण और अपने व्यवहार की सुविधाओं क्वांटम भौतिकी द्वारा वर्णित है। तो, फोटोन - दोनों लहर और बड़े पैमाने पर साथ कण। फोटोन, और एक लहर की तरह निम्नलिखित विशेषताएं हैं: लंबाई (λ), एक आवृत्ति (ν), ऊर्जा (ई)। तरंग दैर्ध्य लंबे समय तक कम आवृत्ति, और कम ऊर्जा।

एक परमाणु के स्पेक्ट्रम

परमाणु स्पेक्ट्रम कई चरणों में ही बना है।

  1. 2 (उच्च ऊर्जा की) कक्षीय कक्षीय 1 पर (के साथ कम ऊर्जा कम) के साथ परमाणु में इलेक्ट्रॉनिक स्विच।
  2. ऊर्जा की निश्चित राशि जारी की है, जो प्रकाश (hν) की एक लंबी के रूप में गठन किया गया है।
  3. यह फोटॉन आसपास के अंतरिक्ष में उत्सर्जित होता है।

इस प्रकार यह प्राप्त की और लाइन स्पेक्ट्रम परमाणु। ऐसा क्यों है कि जिस तरह से कहा जाता है, उनकी फॉर्म बताते हैं जब विशेष उपकरणों "पकड़" लाइनों की एक रिकॉर्डिंग डिवाइस निश्चित संख्या पर प्रकाश की निवर्तमान फोटॉनों। अलग अलग तरंग दैर्ध्य, विभिन्न आवृत्तियों के साथ विवर्तन घटना तरंगों द्वारा प्रयोग किया जाता का फोटॉनों करने के लिए अलग अलग अपवर्तनांक, इसलिए, अन्य की तुलना में एक अधिक से विचलित है।

पदार्थों के गुणों और स्पेक्ट्रा

पदार्थ की लाइन स्पेक्ट्रम परमाणुओं के प्रत्येक प्रकार के लिए अद्वितीय है। अन्य - यही कारण है कि लाइनों का एक सेट, और सोने दे देंगे हाइड्रोजन के उत्सर्जन में, है। इस तथ्य को स्पेक्ट्रोस्कोपी के आवेदन के लिए आधार है। स्पेक्ट्रम कुछ भी, एक समझ सकते हैं क्या पदार्थ में है, इसके परमाणुओं में एक दूसरे के सापेक्ष व्यवस्था की प्राप्त करने के बाद। इस विधि आप को परिभाषित करने और सामग्री है, जो अक्सर रसायन शास्त्र और भौतिकी का उपयोग करता है के विभिन्न गुण देता है। अवशोषण और प्रकाश का उत्सर्जन परमाणुओं द्वारा - आसपास के दुनिया के अध्ययन के लिए सबसे आम उपकरणों में से एक।

कमियां उत्सर्जन स्पेक्ट्रा

इस बिंदु तक के बारे में कैसे परमाणुओं का उत्सर्जन अधिक कहते हैं। लेकिन आम तौर पर, सभी इलेक्ट्रॉनों अपने संतुलन राज्य में कक्षाओं में, वे दूसरे राज्यों को स्थानांतरित करने के लिए कोई कारण नहीं है। पदार्थ कुछ अस्वीकार कर दिया है, यह पहली ऊर्जा को अवशोषित चाहिए। एक विधि है कि अवशोषण और प्रकाश परमाणु के उत्सर्जन कारनामे की यह कमी। संक्षेप में कहना है कि पहली बात गर्मी या प्रकाश, इससे पहले कि हम स्पेक्ट्रम पाने के लिए। मुद्दे पैदा होगा नहीं, अगर एक वैज्ञानिक सितारों का अध्ययन, और इसलिए वे अपने स्वयं के आंतरिक प्रक्रियाओं के माध्यम से चमक रहा है। लेकिन तुम अयस्क या खाद्य उत्पाद का एक टुकड़ा अध्ययन करने के लिए, यह वास्तव में स्पेक्ट्रम को जलाने के लिए जरूरी है कि प्राप्त करने के लिए चाहते हैं। इस विधि हमेशा ऐसा नहीं होता।

अवशोषण स्पेक्ट्रा

उत्सर्जन और प्रकाश का अवशोषण एक विधि के रूप परमाणुओं द्वारा दोनों पक्षों में "काम करता है"। आप पदार्थ ब्रॉडबैंड (यानी, वह है जिसमें वहाँ विभिन्न तरंगदैर्य के फोटॉनों कर रहे हैं) पर प्रकाश डालने कर सकते हैं, और उसके बाद क्या लंबाई को अवशोषित लहर को देखते हैं। लेकिन इस विधि हमेशा नहीं उपयुक्त है, यह सुनिश्चित करें कि सामग्री विद्युत चुम्बकीय पैमाने के वांछित हिस्सा के लिए पारदर्शी है हो सकता है।

गुणात्मक और मात्रात्मक विश्लेषण

यह स्पष्ट हो गया कि स्पेक्ट्रा प्रत्येक पदार्थ के लिए अद्वितीय। पाठक निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि इस विश्लेषण केवल सामग्री जिसमें से यह किया जाता है निर्धारित करने के लिए प्रयोग किया जाता है। हालांकि, संभव रेंज बहुत व्यापक है। यौगिक भीतर परमाणुओं की संख्या विशेष तकनीकों चौड़ाई परीक्षा और मान्यता और जिसके परिणामस्वरूप लाइनों की तीव्रता का उपयोग कर सेट किया जा सकता। इसके अलावा, इस सूचक विभिन्न इकाइयों में व्यक्त किया जा सकता है:

  • प्रतिशत (उदाहरण के लिए, इस मिश्र धातु 1% एल्यूमिना शामिल हैं);
  • मोल्स (सोडियम क्लोराइड के इस तरल 3 मोल में भंग) में;
  • ग्राम (यूरेनियम और थोरियम 0.4 ग्राम की 0.2 ग्राम के नमूने में मौजूद) में।

दोनों गुणात्मक और मात्रात्मक: कभी कभी विश्लेषण मिश्रित है। लेकिन भौतिकविदों जबकि याद लाइनों की स्थिति, और विशेष तालिकाओं की मदद से उनकी छाया का मूल्यांकन किया, लेकिन अब यह सब कार्यक्रम बनाता है।

स्पेक्ट्रम के उपयोग के

हम पहले से ही, विस्तार से चर्चा की है क्या परमाणुओं द्वारा उत्सर्जन और प्रकाश का अवशोषण। वर्णक्रमीय विश्लेषण बहुत व्यापक रूप से प्रयोग किया जाता है। मानव गतिविधि का कोई क्षेत्र नहीं है, कोई बात नहीं है जहाँ हम घटना पर विचार कर रहे इस्तेमाल किया गया था। उनमें से कुछ इस प्रकार हैं:

  1. इस लेख की शुरुआत में, हम स्मार्टफोन के बारे में बात की थी। सिलिकॉन अर्धचालक तत्व इतना छोटा हो जाते हैं, वर्णक्रमीय विश्लेषण का उपयोग कर अनुसंधान क्रिस्टल के माध्यम से सहित है।
  2. किसी भी घटना यदि यह प्रत्येक परमाणु के इलेक्ट्रॉन खोल की विशिष्टता को निर्धारित करता है क्या गोली की तरह पहले निकाल दिया, क्यों कार ढांचे या टॉवर क्रेन, साथ ही कुछ जहर जहर लोगों और कितना समय वह पानी में बिताए खराब हो गई है।
  3. चिकित्सा शरीर के तरल पदार्थ के संबंध में सबसे अधिक बार अपने लाभ के लिए वर्णक्रमीय विश्लेषण करते थे, लेकिन ऐसा होता है कि इस विधि के ऊतकों को लागू किया जाता है।
  4. दूरस्थ आकाशगंगाओं, लौकिक गैस के बादलों, तारे के सामने ग्रहों - यह सब प्रकाश और स्पेक्ट्रा में अपनी अपघटन द्वारा अध्ययन किया है। वैज्ञानिकों ने इस तथ्य है कि वे पर कब्जा और फोटॉनों वे फेंकना विश्लेषण या अवशोषित कर सकते हैं की वजह से इन वस्तुओं, उनकी गति, और प्रक्रियाओं है कि उन्हें में पाए जाते हैं की संरचना पता है।

विद्युतचुंबकीय पैमाने

सब से अधिकांश, हम दृश्य प्रकाश के लिए ध्यान देना। लेकिन विद्युत चुम्बकीय पैमाने पर इस क्षेत्र बहुत छोटा है। तथ्य यह है कि मानवीय आँख इंद्रधनुष के बहुत व्यापक सात रंगों का समाधान नहीं होता। फेंकना और न ही दिखाई फोटॉनों (λ = 380-780 एनएम), लेकिन अन्य फोटॉनों अवशोषित कर सकते हैं। विद्युतचुंबकीय पैमाने में शामिल हैं:

  1. रेडियो तरंगों (λ = 100 किलोमीटर) लंबी दूरी पर सूचना प्रसारित। बहुत बड़ी तरंग दैर्ध्य के कारण, अपनी ऊर्जा बहुत कम है। वे बहुत आसानी से अवशोषित कर रहे हैं।
  2. टेराहर्ट्ज़ लहर (λ = 1-0,1 मिलीमीटर) हाल तक आसानी से उपलब्ध नहीं थे। इससे पहले, अपनी सीमा रेडियो तरंगों शामिल है, लेकिन अब विद्युत चुम्बकीय पैमाने के इस खंड एक अलग वर्ग में आवंटित किया जाता है।
  3. इन्फ्रारेड वेवलेंथ (λ = 0,74-2000 माइक्रोमीटर) गर्मी हस्तांतरण। आग, प्रकाश, सूरज उन्हें बहुतायत में फेंकना।

दृश्य प्रकाश हम, की समीक्षा की तो यह बारे में अधिक जानकारी नहीं लिखेगा।

पराबैंगनी तरंगदैर्ध्य (λ = 10-400 एनएम) अधिक आदमी के लिए घातक है, लेकिन उनके नुकसान अपरिवर्तनीय है। हमारे केंद्रीय सितारे पराबैंगनी प्रकाश की एक बहुत कुछ देता है, और पृथ्वी के वायुमंडल इसमें से अधिकांश बरकरार रखती है।

एक्स-रे और गामा किरणों (λ <10 एनएम) एक आम श्रृंखला है, लेकिन मूल में मतभेद है। उन्हें प्राप्त करने के लिए, यह इलेक्ट्रॉन या परमाणुओं को बहुत ही उच्च वेग को तितर-बितर करने के लिए आवश्यक है। लोगों की प्रयोगशाला यह करने में सक्षम हैं, लेकिन इस तरह शक्ति के स्वरूप में ही अंदर सितारे, या बड़े ऑब्जेक्ट में टकराव होते हैं। बाद प्रक्रिया का एक उदाहरण एक ब्लैक होल, दो आकाशगंगाओं और आकाशगंगाओं और गैस की भारी बादलों की मुठभेड़ के रूप में सुपरनोवा विस्फोटों स्टार के अवशोषण की सेवा कर सकते हैं।

सभी श्रेणियों, अर्थात् उनकी क्षमता उत्सर्जित और परमाणुओं द्वारा अवशोषित किया जाना है, के विद्युत चुम्बकीय तरंगों मानव गतिविधि में किया जाता है। तथ्य यह है कि पाठक (केवल चुनाव करने के लिए या) चुना गया है उनके जीवन का पथ के रूप के बावजूद, वह निश्चित रूप से वर्णक्रमीय अध्ययन के परिणामों को सामना करना पड़ता है। विक्रेता क्योंकि एक बार वैज्ञानिक पदार्थों के गुणों का अध्ययन किया और एक माइक्रोचिप बनाया एक आधुनिक भुगतान टर्मिनल है। कृषि क्षेत्रों का निषेचन और इकट्ठा उच्च पैदावार अब कर रहे हैं सिर्फ इसलिए कि एक बार एक भूविज्ञानी फास्फोरस अयस्क का एक टुकड़ा में की खोज की। वह केवल लगातार रासायनिक रंगों के आविष्कार के साथ उज्ज्वल कपड़े पहनती है।

लेकिन पाठक विज्ञान की दुनिया के साथ अपने जीवन कनेक्ट करने के लिए चाहता है, आप उत्सर्जन और परमाणुओं में प्रकाश की फोटॉनों के अवशोषण की प्रक्रिया की बुनियादी अवधारणाओं तुलना में बहुत अधिक अध्ययन करने के लिए की है।

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