ANO ANG SPECTRUM NG PAGLABAS? (KASAMA ANG MGA HALIMBAWA) - PISIKAL - 2025

Ang paglabas ng spectrum ay ang spectrum ng mga haba ng haba ng ilaw na inilalabas ng mga atomo at molekula kapag gumagawa ng isang paglipat sa pagitan ng dalawang estado ng enerhiya. Ang puting ilaw o nakikitang ilaw na nakakaakit ng isang prisma ay bumabagsak sa iba't ibang mga kulay na may mga tiyak na haba ng haba para sa bawat kulay. Ang pattern ng mga kulay na nakuha ay ang nakikitang radiation spectrum ng ilaw na tinatawag na emission spectrum.

Ang mga atom, molekula, at sangkap ay mayroon ding isang paglabas ng spectrum dahil sa paglabas ng ilaw kapag sinipsip nila ang naaangkop na dami ng enerhiya mula sa labas upang lumipat sa pagitan ng dalawang estado ng enerhiya. Sa pamamagitan ng pagpasa ng ilaw na ito sa pamamagitan ng isang prisma, bumabagsak sa mga parang muling mga linya na may iba't ibang mga haba ng haba na haba ng bawat elemento.

Ang kahalagahan ng spectrum ng paglabas ay pinapayagan ang pagtukoy ng komposisyon ng mga hindi kilalang mga sangkap at mga astronomya na mga bagay sa pamamagitan ng pagsusuri ng kanilang mga linya ng spectral gamit ang mga diskarte sa paglabas ng spectroscopy.

Susunod, ipinaliwanag kung ano ang binubuo ng spectrum ng paglabas at kung paano ito isinalin, ang ilang mga halimbawa ay nabanggit at ang mga pagkakaiba-iba na umiiral sa pagitan ng paglabas ng emulasyon at pagsipsip.

Ano ang isang paglabas ng spectrum?

Ang mga atom ng isang elemento o isang sangkap ay may mga electron at proton na gaganapin ng electromagnetic na puwersa ng pang-akit. Ayon sa modelo ng Bohr ang mga electron ay nakaayos sa isang paraan na ang enerhiya ng atom ay pinakamababang posible. Ang antas ng enerhiya ng enerhiya na ito ay tinatawag na estado ng lupa ng atom.

Kapag ang mga atomo ay nakakakuha ng enerhiya mula sa labas, ang mga elektron ay lumipat patungo sa isang mas mataas na antas ng enerhiya at binabago ng atom ang estado ng lupa nito sa isang nasasabik na estado.

Sa nasasabik na estado, ang oras ng paninirahan ng elektron ay napakaliit (≈ 10-8 s) (1), hindi matatag ang atom at bumalik sa estado ng lupa, dumaraan, kung kinakailangan, sa pamamagitan ng mga antas ng intermediate na enerhiya.

Larawan 1. a) Ang paglabas ng isang photon dahil sa paglipat ng atom sa pagitan ng antas ng paggulo ng enerhiya at ang pangunahing antas ng enerhiya. b) ang paglabas ng mga photon dahil sa paglipat ng atom sa pagitan ng mga antas ng intermediate na enerhiya.

Sa proseso ng paglipat mula sa isang nasasabik na estado sa isang estado ng lupa, ang atom ay naglalabas ng isang photon ng ilaw na may lakas na katumbas ng pagkakaiba sa enerhiya sa pagitan ng dalawang estado, na direktang proporsyonal sa dalas at pabalik-balik na proporsyonal sa haba ng haba nito.

Ang ipinalabas na photon ay ipinakita bilang isang maliwanag na linya, na tinatawag na spectral line (2), at ang spectral na enerhiya na pamamahagi ng koleksyon ng mga naipalabas na mga photon sa mga paglilipat ng atom ay ang paglabas ng spectrum.

Pagbibigay kahulugan sa spectrum ng paglabas

Ang ilan sa mga paglilipat ng atom ay sanhi ng pagtaas ng temperatura o sa pagkakaroon ng iba pang mga panlabas na mapagkukunan ng enerhiya tulad ng isang sinag ng ilaw, isang stream ng mga electron, o isang reaksiyong kemikal.

Kung ang isang gas tulad ng hydrogen ay nakalagay sa isang silid na may mababang presyon at isang de-koryenteng kasalukuyang ay dumaan sa silid, ang gas ay magbubuga ng ilaw gamit ang sariling kulay na naiiba ito mula sa iba pang mga gas.

Sa pamamagitan ng pagpasa ng pinalabas na ilaw sa pamamagitan ng isang prisma, sa halip na makakuha ng isang bahaghari ng ilaw, ang mga discrete unit ay nakuha sa anyo ng mga kulay na linya na may mga tiyak na haba ng haba, na nagdadala ng discrete na dami ng enerhiya.

Ang mga linya ng paglabas ng spectrum ay natatangi sa bawat elemento at ang kanilang paggamit mula sa pamamaraan ng spectroscopy ay nagbibigay-daan upang matukoy ang sangkap na komposisyon ng isang hindi kilalang sangkap pati na rin ang komposisyon ng mga astronomical na bagay, sa pamamagitan ng pagsusuri ng mga haba ng haba ng mga naipalabas na mga photon. sa panahon ng paglipat ng atom.

Pagkakaiba sa pagitan ng paglabas ng spectrum ng paglabas at spectrum ng pagsipsip.

Sa proseso ng pagsipsip at paglabas ng atom ay may mga paglilipat sa pagitan ng dalawang estado ng enerhiya ngunit sa pagsipsip ay nakakakuha ito ng enerhiya mula sa labas at naabot ang estado ng paggulo.

Ang parang multo na linya ng paglabas ay kabaligtaran sa patuloy na spectrum ng puting ilaw. Sa una, ang pamamahagi ng parang multo ay sinusunod sa anyo ng mga maliwanag na linya at sa pangalawa, ang isang tuluy-tuloy na banda ng mga kulay ay sinusunod.

Kung ang isang sinag ng puting ilaw ay tumama sa isang gas tulad ng hydrogen, na nakapaloob sa isang silid na may mababang presyon, isang bahagi lamang ng ilaw ang mahihigop ng gas at ang natitira ay maipapadala.

Kapag ipinapasa ang ilaw ay nagdaan sa isang prisma ay bumabagsak sa mga parang multo, bawat isa ay may ibang haba ng haba ng haba, na bumubuo ng spectrum ng pagsipsip ng gas.

Ang spectrum ng pagsipsip ay ganap na kabaligtaran sa spectrum ng paglabas at tiyak din ito para sa bawat elemento. Kapag inihahambing ang parehong spectra ng parehong elemento, napapansin na ang mga linya ng spectral ng paglabas ay ang mga nawawala sa spectrum ng pagsipsip (Larawan 2).

Larawan 2. a) Spectrum ng paglabas at b) Spectric ng pagsipsip (May-akda: Stkl. Pinagmulan: https://commons.wikimedia.org/wiki/Main_Page)

Mga halimbawa ng paglabas ng spectra ng mga elemento ng kemikal

a) Ang mga parang multo na linya ng hydrogen atom, sa nakikitang rehiyon ng spectrum, ay isang pulang linya ng 656.3 nm, isang magaan na asul na 486.1nm, isang madilim na asul na 434nm at isang napaka malabo na violet na 410nm. Ang mga daluyong ito ay nakuha mula sa equation ng Balmer - Rydberg sa modernong bersyon (3).

ay ang bilang ng alon ng parang multo na linya

ay palaging Rydberg (109666.56 cm-1)

ay ang pinakamataas na antas ng enerhiya

ay ang pinakamataas na antas ng enerhiya

Larawan 3. Ang spectrum ng emission ng hydrogen (May-akda: Adrignola. Pinagmulan: commons.wikimedia.org

b) Ang paglabas ng spectrum ng helium ay may dalawang serye ng mga pangunahing linya, ang isa sa nakikitang rehiyon at ang iba pang malapit sa ultraviolet. Ginamit ni Peterson (4) ang modelo ng Bohr upang makalkula ang isang serye ng mga linya ng paglabas ng helium sa nakikitang bahagi ng spectrum, bilang isang resulta ng ilang sabay-sabay na paglipat ng dalawang elektron sa n = 5 estado, at nakuha ang mga halaga ng haba ng haba naaayon sa mga resulta ng pang-eksperimentong. Ang mga wavelength na nakuha ay 468.8nm, 450.1nm, 426.3nm, 418.4nm, 412.2nm, 371.9nm.

c) Ang paglabas ng spectrum ng sodium ay may dalawang napaka maliwanag na linya na 589nm at 589.6nm na tinatawag na mga linya ng D (5). Ang iba pang mga linya ay mas mahina kaysa sa mga ito at, para sa mga praktikal na layunin, ang lahat ng sodium light ay itinuturing na nagmula sa mga linya ng D.

Mga Sanggunian

1. Pagsukat ng habang buhay ng mga nasasabik na estado ng hydrogen atom. VA Ankudinov, SV Bobashev, at EP Andreev. 1, 1965, Soviet Physics JETP, Tomo 21, p. 26-32.
2. Demtröder, W. Laser Spectroscopy 1. Kaiserslautern: Springer, 2014.
3. DKRai, SN Thakur at. Atom, laser at spectroscopy. New Delhi: Phi Learning, 2010.
4. Bohr Revisited: Model andespectral na linya ng helium. Peterson, C. 5, 2016, Journal ng mga batang investigator, Tomo 30, p. 32-35.
5. Journal ng kemikal na Edukasyon. JR Appling, FJ Yonke, RA Edgington, at S. Jacobs. 3, 1993, Tomo 70, p. 250-251.