Spektrai ir spektrinė analizė

Šioje temoje aptariama šviesos dispersija, spalvų savybės, reiškiniai gamtoje (pvz., vaivorykštė, dangaus žydrumas) ir šviesos lūžio rodiklis įvairiose medžiagose. Taip pat susipažįstama su spektriniais prietaisais (spektroskopu, spektrografu), spektrų rūšimis (ištisiniu, juostiniu, linijiniu, sugerties) ir spektrine analize, kuri naudojama medžiagų sudėčiai nustatyti. Galiausiai, aptariamas energijos pasiskirstymas ištisiniame spektre.

Emisijos ir sugerties spektrai
Emisija – šviesos spinduliavimas (priešingas sugerčiai). Emisijos spektrai: ištisiniai (įkaitinti kietieji kūnai, skysčiai, tankios dujos, be trūkių), juostiniai (molekulinės struktūros dujos, spalvotos juostos su tamsiais tarpais) ir linijiniai (aukštos temperatūros nesąveikaujančių dujų atomai, spalvotos linijos juodame fone, unikalūs kiekvienam elementui). Sugerties spektras: šaltos dujos sugeria spindulius, sukurdamos tamsias linijas ištisiniame spektre (sugeria tuos spindulius, kuriuos skleistų įkaitintos).
Energijos pasiskirstymas ir spinduliavimo intensyvumas
Įkaitę kietieji kūnai ir skysčiai spinduliuoja baltą šviesą (ištisinis spektras). Šviesos energija spektre pasiskirsto pagal bangų ilgį/dažnį (nustatoma elektriniais prietaisais, pvz., elektriniu varžiniu termometru). Daugiausia energijos – raudonojoje spektro dalyje. Kylant temperatūrai, intensyvumo maksimumas slenka trumpųjų bangų link. Saulės spektre maksimumas – geltoniesiems spinduliams (apie 6000 K). Aukštos temperatūros kūnai skleidžia ir infraraudonuosius, ir ultravioletinius spindulius. Atvėsę kūnai spinduliuoja tik infraraudonuosius spindulius (šiluminė spinduliuotė).
Spektrinė analizė
Spektrinė analizė – medžiagos kokybinės ir kiekybinės sudėties nustatymas (linijinių emisijos ir sugerties spektrų analizė). Naudojami cheminių elementų spektrų atlasai, lyginant gautą spektrą su žinomais. Pagal linijų intensyvumą – elemento kiekis. Taikoma: geologijoje (mineralų tyrimai), metalurgijoje (lydinių sudėtis), aplinkosaugoje (oro grynumas), maisto pramonėje (vitaminų, mikroelementų kiekis), moksle, astronomijoje (žvaigždžių cheminė sudėtis). Pvz., helis atrastas Saulės spektre (1868 m.).
Spektriniai prietaisai
Spektriniai prietaisai, pvz., spektroskopai ir spektrografai, naudojami šviesos spektrams tirti. Spektroskopas (1815 m., Jozefas fon Fraunhoferis) leidžia vizualiai stebėti spektrą (stiklinė prizmė, kolimatorius, žiūronas). Spektrografas fiksuoja spektrą fotoplokštelėje. Modernūs spektrometrai (kvadrupolinis masių spektrometras, atominis sugerties spektrometras) naudojami technologinių procesų kontrolėje, ekologijoje, medžiagų inžinerijoje, medicinoje.
Šviesos dispersija ir spalvos
Šviesos dispersija – reiškinys, kai šviesa, sklisdama per medžiagą, skyla į skirtingo bangos ilgio komponentus, sukurdama spalvų spektrą. Spalvos skirstomos į šiltas (raudona, oranžinė, geltona) ir šaltas (žydra, mėlyna, violetinė), atspindint jų bangos ilgį ir energiją. Šis skirstymas susijęs su šviesos sklaida, lemiančia dangaus žydrumą (Reilio sklaida) ir raudonus saulėlydžius. Vaivorykštė atsiranda dėl šviesos lūžio ir atspindžio lietaus lašeliuose, o dviguba vaivorykštė – dėl dvigubos šviesos refleksijos.
Šviesos lūžio rodiklis ir bangos ilgis
Šviesos lūžio rodiklis parodo, kiek kartų šviesos greitis medžiagoje mažesnis nei vakuume. Skirtingos spalvos (bangos ilgiai) turi skirtingus lūžio rodiklius toje pačioje medžiagoje. Pavyzdžiui, stiklo lūžio rodiklis raudoniesiems spinduliams yra 1,51, o violetiniams – 1,53, todėl violetinė šviesa stikle sklinda lėčiau. Šviesos bangos ilgis kinta, kai šviesa pereina iš vienos terpės į kitą: raudonos šviesos bangos ilgis ore yra 0,7 µm, o vandenyje – 0,53 µm.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com