排出スペクトルとは何ですか？
発光スペクトルは、目に見える光などの電磁放射（EMR）であり、物質は放出されます。すべての要素が光のユニークな指紋を放出するため、この光の周波数を分析すると、生成された化学物質を識別することができます。この手順は排出分光法と呼ばれ、非常に有用な科学ツールです。天文学では、星や化学分析に存在する要素を研究するために使用されます。
電磁放射は、その波長 - 波の頂上間の距離 - またはその周波数の間の距離 - 特定の時間で通過する紋章の数の観点から説明できます。放射のエネルギーが高いほど、その波長が短くなり、周波数が高くなります。たとえば、青色光は、エネルギーが高く、したがって、赤信号よりも高い周波数と短い波長を持っています。
スペクトルの種類
放射スペクトルには2つのタイプがあります。連続型には多くの周波数が含まれていますギャップなしで互いに融合しますが、ラインタイプにはいくつかの異なる周波数しか含まれていません。ホットオブジェクトは連続スペクトルを生成しますが、ガスはエネルギーを吸収し、特定の特定の波長で放出して発光ラインスペクトルを形成します。各化学元素には、独自のラインシーケンスがあります。
連続スペクトルがどのように生成されるか
比較的密な物質は、十分に熱くなると、すべての波長で光を放出します。原子は比較的近くにあり、エネルギーを得るにつれて、より多くの動きをして互いにぶつかり、幅広いエネルギーをもたらします。したがって、スペクトルは、非常に広範囲の周波数のEMRで構成されています。さまざまな周波数での放射の量は、温度によって異なります。炎で加熱された鉄の爪は、温度が上昇するにつれて赤から黄色に白になり、SHORでの放射線が増加しますter波長。
虹は、太陽によって生成される連続スペクトルの例です。水滴はプリズムとして機能し、太陽の光をさまざまな波長に分割します。
連続スペクトルは、オブジェクトの構成ではなく、オブジェクトの温度によって完全に決定されます。実際、色は温度の観点から説明できます。天文学では、星の色がその温度を明らかにし、青い星は赤い星よりもはるかに暑いです。
要素が排出ラインスペクトルを生成する方法
ラインスペクトルは、ガスまたはプラズマによって生成されます。これは、原子が互いに直接影響を与えないほど十分に離れています。原子の電子は、異なるエネルギーレベルで存在する可能性があります。原子のすべての電子が最低のエネルギーレベルにある場合、原子は基底状態にあると言われています。エネルギーを吸収すると、電子がより高いエネルギーレベルにジャンプする場合があります。しかし、遅かれ早かれ、電子はその最低レベルに戻り、原子はその地面に戻ります状態、電磁放射としてエネルギーを放出します。
EMRのエネルギーは、電子のより高い状態と低い状態間のエネルギーの違いに対応しています。電子が高エネルギー状態から低エネルギー状態に低下すると、ジャンプのサイズが放射される放射の周波数を決定します。たとえば、青色光は、赤い光よりもエネルギーの低下を示しています。
各要素には、独自の電子の配置と可能なエネルギーレベルがあります。電子が特定の周波数の放射を吸収すると、後で同じ周波数で放射を放出します。吸収された放射の波長は、エネルギーレベルの初期ジャンプを決定するため、最終的には基底状態に戻ります。これに続き、特定の要素の原子は特定の特定の波長で放射を放出し、その要素に固有のパターンを形成することができます。
観察スペクトル
分光器または分光計として知られる機器は、発光スペクトルを観察するために使用されます。私Tはプリズムまたは回折格子を使用して、異なる周波数に光を分割し、時には他の形態のEMRを分割します。これにより、光のソースに応じて、連続または線のスペクトルが得られます。
ライン排出スペクトルは、暗い背景に対する一連の色付きの線として表示されます。線の位置に注目することにより、分光器は光源にどの要素が存在するかを発見できます。最も単純な要素である水素の発光スペクトルは、可視光の赤、青、紫の範囲の一連の系統で構成されています。他の要素は、多くの場合、より複雑なスペクトルを持っています。
火炎テスト
いくつかの要素は、主に1つの色だけの光を放出します。これらの場合、A Flameテストを実行することにより、サンプルの要素を識別することができます。これには、サンプルを火炎で加熱し、その特徴的な周波数で蒸発して放射を放出し、炎にはっきりと見える色を与えます。たとえば、GIなどの元素ナトリウム強い黄色を誘います。この方法で多くの要素を簡単に識別できます。
分子スペクトル
分子全体も発光スペクトルを生成する可能性があります。これは、振動または回転方法の変化に起因します。これらには、エネルギーが低下し、スペクトルの赤外線部分に排出量が生成される傾向があります。天文学者は、赤外線分光法を通じて空間内のさまざまな興味深い分子を特定しており、この手法は有機化学でよく使用されます。
吸収スペクトル
放出スペクトルと吸収スペクトルを区別することが重要です。吸収スペクトルでは、ガスを通過する際にある波長の光が吸収され、連続的な背景に対して暗い線のパターンを形成します。要素は、それらが発するのと同じ波長を吸収するため、これを使用してそれらを識別することができます。たとえば、金星の大気を通る太陽からの光は、科学者がTの組成を決定できるようにする吸収スペクトルを生成します。彼は惑星の大気。