Группа П К 1 Физика (8-12 июня) Тема 10. Спектры
учебно-методический материал по физике
Спектры
Задание
1. Изучить материал по теме «Спектры». См. файл. Ссылка:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80
2. Составить краткий конспект.
3. Перечислите типы спектров и физические процессы, лежащие в основе их получения.
4. Подготовить сообщение по теме «Применение спектрального анализа».
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
![]() | 103.5 КБ |
![]() | 23.46 КБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
![](https://nsportal.ru/sites/default/files/2020/06/03/spektry.jpg)
Предварительный просмотр:
Спектр (лат. spectrum «виде́ние») в физике — распределение значений физической величины (обычно энергии, частоты или массы). Обычно под спектром подразумевается электромагнитный спектр — распределение интенсивности электромагнитного излучения по частотам или по длинам волн. В научный обиход термин «спектр» ввёл Ньютон в 1671—1672 годах для обозначения многоцветной полосы, похожей на радугу, которая получается при прохождении солнечного луча через треугольную стеклянную призму.
Исторические сведения
Первым был Исаак Ньютон, который в своём труде «Оптика», вышедшем в 1704 году, опубликовал результаты своих опытов разложения с помощью призмы белого света на отдельные компоненты различной цветности и преломляемости, то есть получил спектры солнечного излучения, и объяснил их природу, показав, что цвет есть собственное свойство света, а не вносится призмой, как утверждал Роджер Бэкон в XIII веке. Фактически, Ньютон заложил основы оптической спектроскопии: в «Оптике» он описал все три используемых поныне метода разложения света — преломление, интерференцию и дифракцию, а его призма с коллиматором, щелью и линзой была первым спектроскопом.
Следующий этап наступил через 100 лет, когда Уильям Волластон в 1802 году наблюдал тёмные линии в солнечном спектре, но не придал своим наблюдениям значения. В 1814 году эти линии независимо обнаружил и подробно описал Фраунгофер (сейчас линии поглощения в солнечном спектре называются линиями Фраунгофера), но не смог объяснить их природу. Фраунгофер описал свыше 500 линий в солнечном спектре и отметил, что положение линии D близко к положению яркой жёлтой линии в спектре пламени.
В 1854 году Кирхгоф и Бунзен начали изучать спектры пламени, окрашенного парами металлических солей, и в результате ими были заложены основы спектрального анализа, первого из инструментальных спектральных методов — одних из самых мощных методов экспериментальной науки.
В атмосфере Солнца имеется гелий, натрий и калий в солнечной атмосфере.
Планк пришёл к идее кванта в процессе работы над теорией спектра абсолютно чёрного тела.
В 1910 году были получены первые неэлектромагнитные спектры: Дж. Дж. Томсон получил первые масс-спектры, а затем в 1919 году Астон построил первый масс-спектрометр.
С середины XX века получили развитие радиоспектроскопические, в первую очередь магнито-резонансные методы — спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР-спектроскопия, являющаяся сейчас одним из основных методов установления и подтверждения пространственной структуры органических соединений), электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), циклотронного резонанса (ЦР), ферромагнитного (ФР) и антиферромагнитного резонанса (АФР).
Другим направлением спектральных исследований, связанным с развитием радиотехники, стала обработка и анализ первоначально звуковых, а потом и любых произвольных сигналов.
Типы спектров
По характеру распределения значений физической величины спектры могут быть дискретными (линейчатыми), непрерывными (сплошными), а также представлять комбинацию (наложение) дискретных и непрерывных спектров.
Примерами линейчатых спектров могут служить масс-спектры и спектры связанно-связанных электронных переходов атома; непрерывных спектров — спектр электромагнитного излучения нагретого твердого тела и спектр свободно-свободных электронных переходов атома; комбинированных спектров — спектры излучения звёзд.
Другим критерием типизации спектров служат физические процессы, лежащие в основе их получения. Так, по типу взаимодействия излучения с материей, спектры делятся на эмиссионные (спектры излучения), абсорбционные (спектры поглощения) и спектры рассеивания.
- Электромагнитный спектр — совокупность всех диапазонов частот электромагнитных волн.
- Эмиссионный спектр — набор частот электромагнитного излучения, испускаемого атомом или молекулой при переходе на более низкий энергетический уровень.
- Спектр масс — набор значений масс элементарных частиц.
- Энергетический спектр — зависимость энергии частицы от импульса.
- Спектр нейтронов — функция, описывающая распределение нейтронов по энергии.
Спектральный анализ — совокупность методов качественного и количественного определения состава объекта, основанная на изучении спектров взаимодействия материи с излучением, включая спектры электромагнитного излучения, акустических волн, распределения по массам и энергиям элементарных частиц и др.
В зависимости от целей анализа и типов спектров выделяют несколько методов спектрального анализа. Атомный и молекулярный спектральные анализы позволяют определять элементарный и молекулярный состав вещества, соответственно. В эмиссионном и абсорбционном методах состав определяется по спектрам испускания и поглощения.
Масс-спектрометрический анализ осуществляется по спектрам масс атомарных или молекулярных ионов и позволяет определять изотопный состав объекта.
Спектральный анализ — чувствительный метод и широко применяется в аналитической химии, астрофизике, металлургии, машиностроении, геологической разведке, археологии и других отраслях науки.
В теории обработки сигналов, спектральный анализ означает анализ распределения энергии сигнала (например, звукового) по частотам, волновым числам и т. п.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
![](/sites/default/files/pictures/2018/09/18/picture-1058976-1537223554.jpg)
Группа ПК 2 Физика 03.11.2020. Тема 2. Строение атомного ядра. Энергия связи.
Тема 2: Строение атомного ядра. Ядерные силы. Задание1. Составить опорный конспект по теме «Строение атомного ядра. Ядерные силы». См. файл Строение ядра. Ссылка: https://resh.e...
![](/sites/default/files/pictures/2018/09/18/picture-1058976-1537223554.jpg)
Группа МЖКХ 2 Физика 03.05.2021. Тема. Спектры.
Тема «Спектры» Задание 1. Изучить материал по теме «Спектры». См. файл.2. Составить конспект по изученной теме.3. Заполнить таблицу «Применени...
![](/sites/default/files/pictures/2018/09/18/picture-1058976-1537223554.jpg)
Группа МЖКХ 1 Физика (4 -8 мая )Тема 10. Механические колебания.
ТЕМА 10. Механические колебания Задание 1. Изучить материал по теме «Механические колебания». Учебник 14...
![](/sites/default/files/pictures/2018/09/18/picture-1058976-1537223554.jpg)
Группа ПК 2 Физика 27.10.2020. Тема 1. Радиоактивность.
РадиоактивностьЗадание1. Изучить материал по теме «Радиоактивный распад». См. файл.2. Составить краткий конспект.3. Записать примеры радиоактивного распада для 12 химических элементо...
![](/sites/default/files/pictures/2018/09/18/picture-1058976-1537223554.jpg)
Группа МЖКХ 1 Физика (3 -4 июня) Тема 14. Переменный ток.
Тема 14. Переменный ток.Задание 1. Изучить материал по теме «Переменный ток». См. файл. Ссылка http://electricalschool.info...
![](/sites/default/files/pictures/2018/09/18/picture-1058976-1537223554.jpg)
Группа МЖКХ 2 Физика (1-6 июня) Тема 7. Ядерные реакции.
Тема 7 Ядерные реакции. Ядерный реакторЗадание 1. Изучить материал по теме «Ядерные реакции. Ядерный реактор. См. файл. Ссылка https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AF%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BD%D...
![](/sites/default/files/pictures/2018/09/18/picture-1058976-1537223554.jpg)
Группа МЖКХ 1 Физика 5-6 июня Тема 16.Электромагнитные волны.
Тема 16. Электромагнитные волныЗадание 1. Изучить материал по теме «Электромагнитные волны». ...