9.2. Неперервний та лінійчастий спектри. Спектри поглинання та випромінювання.Спектральний аналіз та його застосування.

Показник заломлення світла речовиною п залежить від довжини хвилі світла. Тому біле світло (сукупність світлових хвиль різної X ), проходячи через призму, розщеплюється у спектр. У залежності від того, в якому аг­регатному стані перебуває випромінююча речовина, спектри одержуються: а) суцільні; б) лінійчасті; в) смугасті.

У суцільних спектрах один колір переходить в інший плавно (непере­рвний спектр). Суцільний спектр випромінює Сонце, а також тверді тіла, рідини і гази при високо­му тиску (всі — в розжа­реному вигляді).

Нагріті до високої температури гази в ато­марному стані дають лінійчастий спектр (при цьому окремі кольорові лінії відділені темними широкими смугами).

Смугастий спектр (складається з окремих кольорових смуг, відокрем­лених темними проміжками) дають розжарені гази, що складаються з мо­лекул.

Отримання і вивчення спектрів — основа спектрального аналізу хіміч­ного складу речовин. Найпростіший прилад для вивчення спектрів — спек­троскоп.

Спектральний аналіз базується на тому, що кожний хімічний елемент має свій, неповторний набір спектральних ліній. За цим набором спект­ральних ліній можна визначити хімічний елемент так само надійно, як людину за відбитками пальців. Існують атласи спектральних ліній, у яких наведено спектри усіх відомих елементів.

Для отримання спектра випромінювання достатньо перевести речовину в атомарний стан, нагріваючи її до високої температури. Для отримання спек­тра поглинання треба пропустити через холодний атомарний газ світло від джерела, що дає суцільний спектр. При цьому в спектрі з'являються темні лінії саме в тих місцях, де були б лінії випромінювання гарячого газу

Спектральний аналіз має ряд переваг у порівнянні з хімічним аналізом. Він дозволив, наприклад, за темними лініями сонячного спектра визначитисклад атмосфери Сонця (а отже, і верхніх шарів Сонця). Так само він дозво­ляє визначити хімічний склад далеких зірок і міжзоряного газу. Величезна перевага спектрального аналізу полягає в його надзвичайній чутливості (він дозволяє знаходити незначні включення домішок, що важливо при аналізі напівпровідникових матеріалів). Крім того, для спектрального аналізу до­статньо невеликої кількості речовини. Цей аналіз потребує мало часу.

Спектральний аналіз широко використовується в промисловості (наприклад у металургії), криміналістиці, медицині, наукових дослідженнях. За його до­помогою було відкрито ряд хімічних елементів (Гелій, Рубідій, Цезій).

Висновок. Вигляд спектрів випромінювання тіл визначається їх структурою. Виявилось можливим досліджувати не тільки спектри випромінювання тіл, а й спектри поглинання. Аналіз спектрів дозволяє отримувати не тільки якісну, а й кількісну інформацію щодо складу до сліджуваних речовин.