Тест к проекту № 3.
1.Виды спектрального анализа:
А)линейчатый и непрерывный;
Б)качественный и количественный;
В)спектроскопический и неспектроскопический.
2.Непрерывный спектр:
А)дают тела, находящиеся в твердом, жидком
состоянии, а также плотные газы;
Б)дают только плотные газы;
В)дают тела, находящиеся в твёрдом и жидком состоянии.
3.Линейчатый спектр:
А)атомы данного химического элемента излучают волны неопределённой длины;
Б)неизолированные атомы данного химического элемента излучают волны строго определённой длины;
В)изолированные атомы данного химического элемента излучают волны строго определенной длины.
4.Полосатый спектр:
А)для наблюдения используют свечение паров в пламени или свечение газового разряда;
Б)в спектре представлены волны всех длин и нет разрывов;
В)хорошей демонстрацией спектра является природное явление радуги.
5.Кем разработан спектральный анализ?
А)Г. Р. Кирхгофом и Р. В. Бунзеным;
Б)К. Г. Юнгом;
В)О. Ж. Френелем.
6.Эмиссионный спектральный анализ:
А)изучает оптические и электродинамические свойства металлов;
Б)дает возможность определять элементный состав вещества;
В)даёт возможность изменить направление волнового фронта на границе двух сред.
7.В каком году был разработан спектральный анализ?
А)в 1923
Б)в 1827
В)в 1859
8. Какую установку использовали в первых исследованиях по спектральному анализу?
А)
Б)
В)
9. Каковы границы спектрального диапазона зелёного цвета?
А)620-780 нм;
Б)510-550 нм;
В)380-450 нм.
10.Какой цвет человеческий глаз видит лучше всего?
А)зелёный;
Б)красный;
В)белый.
Литература:
1) Зайдель А.Н., Основы спектрального анализа, М., 1999, С. 38 - 46
2) Д.В.Сивухин, «Общий курс физики. Оптика», Наука, 2005, С.125 - 129
3) Русанов А.К., «Спектральный анализ руд и минералов», Госгеолиздат, 2001, С. 89 - 95
4) http://ru.wikipedia.org
Проект № 4. Абсорбционный анализ
4.1. Теория
4.2.Спектрограф
4.3. Лабораторная работа.
Теория
Абсорбционная спектроскопия изучает спектры поглощения электромагнитного излучения атомами и молекулами вещества в различных агрегатных состояниях. Интенсивность светового потока при его прохождении через исследуемую среду уменьшается вследствие превращения энергии излучения в разложение Формы внутренней Энергии и (или) в энергию вторичного излучения. Поглощательная способность вещества зависит гл. обр. от электронного строения атомов и молекул, а также от длины волны и поляризации падающего света, толщины слоя.
1. Закон Бугера-Ламберта: если среда однородна и слой в-ва перпендикулярен падающему параллельному световому потоку, то I = I0 exp (— kd), где I0 и I-интенсивности соотв. Падающего и прошедшего через в-во света, d-толщина слоя, k-коэф. Поглощения, к-рый не зависит от толщины поглощающего слоя и интенсивности падающего излучения. Для характеристики поглощат. Способности широко используют коэф. Экстинкции, или светопоглощения; k' = k/2,303 (в см-1) и оптич. Плотность А = lg I0/I, а также величину пропускания Т= I/I0. Отклонения от закона известны только для световых потоков чрезвычайно большой интенсивности (для лазерного излучения). Коэф. K зависит от длины волны падающего света, т.к. его величина определяется электронной конфигурацией молекул и атомов и вероятностями переходов между их электронными уровнями. Совокупность переходов создает спектр поглощения (абсорбции), характерный для данного в-ва.
2.
Закон Бера: каждая молекула или атом
независимо от относит. Расположения
др. молекул или атомов поглощает одну
и ту же долю энергии излучения, т.е.
,
где с-концентрация в-ва. Если с выражена
в моль/л,
наз.
Молярным коэф. Поглощения. Отклонения
от этого закона свидетельствуют об
образовании димеров, полимеров,
ассоциатов, о хим. Взаимодействии
поглощающих частиц.
3. Объединенный закон Бугера-Ламберта-Бера:
Вид спектра поглощения определяется как природой образующих его атомов и молекул, так и агрегатным состоянием в-ва. Спектр разреженных атомарных газов – ряд узких дискретных линий, положение к-рых зависит от энергии основного и возбужденных электронных состояний атомов. Спектры молекулярных газов – полосы, образованные тесно расположенными линиями, соответствующими переходам между колебательным и вращательным энергетич. Уровнями молекул. Спектр в-ва в конденсиров. Фазе определяется не только природой составляющих его молекул, но и межмол. Взаимодействиями, влияющими на структуру электронных уровней. Обычно такой спектр состоит из ряда широких полос разл. Интенсивности. Иногда в нем проявляется структура колебат. Уровней (особенно у кристаллов при охлаждении). Прозрачные среды, напр. Вода, кварц, не имеют в спектре полос поглощения, а обладают лишь границей поглощения.
По спектрам поглощения проводят качеств. И количеств. Анализ в-в (см. Фотометрический анализ, Атомно-абсорб-ционный анализ). Абсорбционная спектроскопия широко применяют для изучения строения в-ва. Она особенно эффективна при исследовании процессов в жидких средах; по изменениям положения, интенсивности и формы полос поглощения судят об изменениях состава и строения поглощающих свет частиц без их выделения из р-ров.
Для наблюдения за процессами, происходящими в течение короткого промежутка времени (от неск. С до ~ 10-12 с), широко применяют методы кинетич. Спектроскопии. Они основаны на регистрации (с помощью фотопластинок или фотоэлектрич. Приемников) спектров поглощения или испускания исследуемой системы после кратковременного воздействия на нее, напр. Быстрого смешения с реагентами или возбуждения внеш. Источником энергии – светом, потоком электронов, электрич. Полем и т.п. Спектром сравнения служит спектр «невозбужденной» системы. Методы кинетич. Спектроскопии используют для изучения механизма р-ций (в частности, для установления состава промежут. Продуктов), количеств. Определения скоростей р-ций.
Если пропускать белый свет сквозь холодный, неизлучающий газ, то на фоне непрерывного спектра источника появятся темные линии.
Газ поглощает наиболее интенсивно свет тех длин волн, которые он испускает в сильно нагретом состоянии
Темные линии на фоне непрерывного спектра – это линии поглощения, образующие в совокупности спектр поглощения.
