ОПТИЧЕСКИЕ АТОМНЫЕ СПЕКТРЫ.
Свет электромагнитное излучение, испускаемое нагретым до высокой температуры веществом (2000 3000 ),воспринимаемое человеческим глазом.
Основным источником оптического излучения является Солнце его поверхность раскалена до температуры 6000 градусов и светит ярко жёлтым светом . Именно потому ,что мы родились возле этой звезды, этот участок элм излучения непосредственно воспринимается нашими органами чувств.
Почти полтора века назад человечеству стало ясно ,что свет элм волна
В 1865 году англ . Физик Дж. Максвелл рассчитал теоретически скорость элм волн в вакууме и увидев то ,что она совпадает со скоростью распространения света в вакууме, он немедленно предположил,что свет и есть элм волна!! ,а частота её колебаний ν определяет свойства ,в первую очередь цвет!!
Основными характеристиками элм излучения принято считать частоту ν и длину волны λ.
Видимый свет элм излучение с длиной волны 380760 нм, оптический диапазон включает
Ультрафиолетовое и ифракрасное излучение,
с одной стороны он граничит с
рентгеновским
излучением с другой с микроволновым
радиоизлучением.
ОПТИЧЕСКИЙ ДИАПАЗОН ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ.
В 1913 г датский физик Нильс Бор предложил теорию атома водорода и водородоподобных атомов (постулаты Бора).
Согласно первому постулату атом и атомные системы могут длительно пребывать !!только в определённых стационарных состояниях. Находясь в этих состояниях атом не излучает и не поглощает энергии. Стац. Состояния дискретны!!! Им соответствуют значения энергии Е1 Е2 Е3……
При переходе атома из одного состояния в другое атом испускает!! или поглощает!!
Фотон частоты (ню) ν ,энергия которого определяется разностью энергий Еi , Еk атомных состояний. h ν = Еi Еk
Переход из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией сопровождается излучением!!. Обратный процесс происходит при поглощении!!фотона.
Теория Бора в своё время явилась триумфом развития атомной физики. Впервые, хотя для простейшей атомной системы , были раскрыты закономерности спектров.
Атомные спектры называют оптическими, если они лежат в ультрафиолетовом ( 100400 нм), видимом (400 760нм) или инфракрасном ( 760нм и более……) диапазоне длин волн. Спектры возникают при квантовых переходах между энергетическими уровнями свободных атомов.
Электроны в атомах могут находится в стационарных энергетических состояниях. В этих состояниях атомы не излучают и не поглощают энергии. Энергетические состояния схематически изображают в виде уровней.
Число электронов в атоме ограниченно, при отсутствии внешних воздействий они заполняют только часть возможных энергетических уровней с наименьшей энергией.
Т.О. оказываются заполненными только нижние электронные уровни, тогда как верхние остаются свободными. Состояние атома с возможной минимальной энергией называют основным !!!
ЕСЛИ АТОМ ПОЛУЧАЕТ ЭНЕРГИЮ ( ПРИ ПОГЛОЩЕНИИ КВАНТА СВЕТА), ТО МОЖЕТ ПРОИЗОЙТИ ПЕРЕХОД КАКОГОЛИБО ЭЛЕКТРОНА С ЗАПОЛНЕННОГО НА БОЛЕЕ ВЫСОКИЙ СВОБОДНЫЙ УРОВЕНЬ.
ПОГЛОЩЕНИЕ КВАНТА ВОЗМОЖНО ПРИ УСЛОВИИ ,ЕСЛИ ЭНЕРГИЯ РАВНА РАЗНОСТИ ЭНЕРГИИ КАКОГОЛИБО СВОБОДНОГО ЭЛЕКТРОННОГО УРОВНЯ И ЗАПОЛНЕННОГО
Возбуждённые атомы стремятся перейти в состояние с наименьшей энергией. Поэтому происходят спонтанные квантовые переходы, с испусканием квантов света ,энергия которых определяется формулой Планка.
Оптические атомные спектры испускания получают от возбуждённых атомов.
Атомные спектры в результате квантования энергии электронов состоят из отдельных линий !! поглощения или испускания. В качестве простого примера рассмотрим спектр атомов водорода и водородоподобных ионов.
Теоретически получены формулы для частоты света, излучаемого (поглощаемого) атомами водорода (Z=1):
**
=