สเปกตรัมการปล่อยมลพิษคืออะไร?

สเปกตรัมการปลดปล่อยคือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (EMR) เช่นแสงที่มองเห็นซึ่งเป็นสารที่ปล่อยออกมา ทุกองค์ประกอบให้แสงลายนิ้วมือที่เป็นเอกลักษณ์ดังนั้นการวิเคราะห์ความถี่ของแสงนี้ช่วยระบุสารเคมีที่สร้างขึ้น กระบวนการนี้เรียกว่า การปล่อยสเปคโทรสโคป และเป็นเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่มีประโยชน์มาก มันถูกใช้ในดาราศาสตร์เพื่อศึกษาองค์ประกอบที่มีอยู่ในดาวฤกษ์และในการวิเคราะห์ทางเคมี

รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถอธิบายได้ในแง่ของความยาวคลื่น - ระยะห่างระหว่างยอดของคลื่น - หรือความถี่ - จำนวนของยอดที่ผ่านในเวลาที่กำหนด พลังงานของรังสีที่สูงขึ้นความยาวคลื่นที่สั้นลงและความถี่ของมันก็จะสูงขึ้น ตัวอย่างเช่นแสงสีน้ำเงินมีพลังงานสูงขึ้นดังนั้นความถี่สูงและความยาวคลื่นสั้นกว่าแสงสีแดง

ประเภทของ Spectra

สเปกตรัมการปล่อยมีสองประเภท ประเภทต่อเนื่องมีความถี่มากมายที่ผสานเข้าด้วยกันโดยไม่มีช่องว่างในขณะที่ประเภทเส้นมีความถี่ที่แตกต่างกันเพียงไม่กี่แบบ วัตถุร้อนจะสร้างสเปกตรัมอย่างต่อเนื่องในขณะที่ก๊าซสามารถดูดซับพลังงานแล้วปล่อยออกมาในช่วงความยาวคลื่นเฉพาะ องค์ประกอบทางเคมีแต่ละชนิดมีลำดับของเส้นที่ไม่ซ้ำกัน

วิธีการผลิตสเปกตรัมต่อเนื่อง

สารที่มีความหนาแน่นค่อนข้างสูงเมื่อพวกมันร้อนพอปล่อยแสงทุกช่วงความยาวคลื่น อะตอมนั้นอยู่ใกล้กันและเมื่อพวกมันได้รับพลังงานพวกมันจะเคลื่อนที่และชนกันมากขึ้นส่งผลให้เกิดพลังงานที่หลากหลาย ดังนั้นสเปกตรัมจึงประกอบด้วย EMR ในช่วงความถี่ที่กว้างมาก ปริมาณรังสีที่ความถี่แตกต่างกันไปตามอุณหภูมิ เล็บเหล็กที่ถูกความร้อนในเปลวไฟจะเปลี่ยนจากสีแดงเป็นสีเหลืองเป็นสีขาวเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นและปล่อยรังสีที่เพิ่มขึ้นในช่วงความยาวคลื่นสั้น

รุ้งเป็นตัวอย่างของสเปกตรัมต่อเนื่องที่ผลิตโดยดวงอาทิตย์ หยดน้ำทำหน้าที่เป็นปริซึมโดยแยกแสงของดวงอาทิตย์ออกเป็นความยาวคลื่นต่างๆ

สเปคตรัมต่อเนื่องนั้นพิจารณาจากอุณหภูมิของวัตถุทั้งหมดไม่ใช่องค์ประกอบ ในความเป็นจริงสีสามารถอธิบายได้ในแง่ของอุณหภูมิ ในทางดาราศาสตร์สีของดาวแสดงอุณหภูมิโดยที่ดาวสีน้ำเงินนั้นร้อนกว่าดาวสีแดงมาก

องค์ประกอบผลิต Spectra สายการปล่อยมลพิษอย่างไร

เส้นสเปกตรัมถูกสร้างขึ้นโดยแก๊สหรือพลาสมาซึ่งอะตอมอยู่ห่างกันพอที่จะไม่ส่งผลกระทบโดยตรงต่อกัน อิเล็กตรอนในอะตอมสามารถมีอยู่ในระดับพลังงานที่แตกต่างกัน เมื่ออิเล็กตรอนทั้งหมดในอะตอมอยู่ในระดับพลังงานต่ำสุดอะตอมจะถูกกล่าวว่าอยู่ในสภาพ พื้นดิน เมื่อมันดูดซับพลังงานอิเล็กตรอนอาจพุ่งขึ้นสู่ระดับพลังงานที่สูงขึ้น อย่างไรก็ตามไม่ช้าก็เร็วอิเล็กตรอนจะกลับไปที่ระดับต่ำสุดและอะตอมจะอยู่ในสถานะพื้นทำให้เปล่งพลังงานเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

พลังงานของ EMR สอดคล้องกับความแตกต่างของพลังงานระหว่างสถานะสูงและต่ำของอิเล็กตรอน เมื่ออิเล็กตรอนตกลงจากที่สูงถึงสภาวะพลังงานต่ำขนาดของการกระโดดจะกำหนดความถี่ของการแผ่รังสีที่ปล่อยออกมา ตัวอย่างเช่นแสงสีน้ำเงินแสดงถึงการปล่อยพลังงานที่ใหญ่กว่าแสงสีแดง

แต่ละองค์ประกอบมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนของตัวเองและระดับพลังงานที่เป็นไปได้ เมื่ออิเล็กตรอนดูดซับรังสีของความถี่ที่เฉพาะเจาะจงมันจะปล่อยรังสีออกมาที่ความถี่เดียวกัน: ความยาวคลื่นของรังสีที่ดูดกลืนจะกำหนดการกระโดดเริ่มต้นในระดับพลังงานและในที่สุดก็กระโดดกลับสู่สภาพพื้นดิน จากนี้ไปที่อะตอมของธาตุใดก็ตามสามารถปล่อยรังสีได้ที่ความยาวคลื่นเฉพาะเจาะจงเท่านั้น

การสังเกต Spectra

เครื่องมือที่เรียกว่าสเปกโตรสโคปหรือสเปกโตรมิเตอร์จะใช้ในการสังเกตสเปกตรัมการปล่อย มันใช้ปริซึมหรือการเลี้ยวเบนตะแกรงเพื่อแยกแสงและบางครั้งรูปแบบอื่น ๆ ของ EMR เป็นความถี่ที่แตกต่างกัน สิ่งนี้อาจให้สเปกตรัมแบบต่อเนื่องหรือแบบเส้นขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดแสง

สเปกตรัมการปล่อยบรรทัดปรากฏขึ้นเป็นชุดของเส้นสีที่มีพื้นหลังสีเข้ม เมื่อสังเกตตำแหน่งของเส้นสเปคโทรสโกปเปอร์สามารถค้นพบว่ามีองค์ประกอบอะไรบ้างในแหล่งกำเนิดแสง สเปกตรัมการปลดปล่อยของไฮโดรเจนซึ่งเป็นองค์ประกอบที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยชุดของเส้นในช่วงแสงสีแดงสีน้ำเงินและสีม่วง องค์ประกอบอื่น ๆ มักจะมีสเปกตรัมที่ซับซ้อนมากขึ้น

การทดสอบเปลวไฟ

องค์ประกอบบางอย่างเปล่งแสงเป็นส่วนใหญ่เพียงสีเดียว ในกรณีเหล่านี้เป็นไปได้ที่จะระบุองค์ประกอบในตัวอย่างโดยทำการ ทดสอบเปลวไฟ สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการทำให้ตัวอย่างร้อนในเปลวไฟทำให้เกิดการระเหยและปล่อยรังสีตามความถี่ลักษณะและให้สีที่มองเห็นได้ชัดเจนกับเปลวไฟ ตัวอย่างเช่นโซเดียมธาตุให้สีเหลืองที่แข็งแกร่ง องค์ประกอบหลายอย่างสามารถระบุได้อย่างง่ายดายด้วยวิธีนี้

โมเลกุลโมเลกุล

โมเลกุลทั้งหมดยังสามารถสร้างสเปกตรัมการปล่อยซึ่งเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงในวิธีที่พวกเขาสั่นสะเทือนหรือหมุน สิ่งเหล่านี้เกี่ยวข้องกับพลังงานที่ต่ำกว่าและมีแนวโน้มที่จะปล่อยก๊าซเรือนกระจกในส่วนอินฟราเรดของสเปกตรัม นักดาราศาสตร์ระบุว่ามีโมเลกุลที่น่าสนใจมากมายในอวกาศผ่านสเปคตรัมอินฟราเรดและเทคนิคนี้มักใช้ในเคมีอินทรีย์

Absorption Spectra

มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะแยกแยะความแตกต่างระหว่างการปล่อยและสเปกตรัมการดูดซึม ในสเปกตรัมการดูดกลืนแสงของความยาวคลื่นบางส่วนจะถูกดูดซับเมื่อผ่านแก๊สทำให้เกิดเป็นรูปแบบของเส้นมืดกับพื้นหลังต่อเนื่อง องค์ประกอบดูดซับความยาวคลื่นเดียวกับที่ปล่อยออกมาดังนั้นสิ่งนี้สามารถใช้เพื่อระบุพวกมัน ยกตัวอย่างเช่นแสงจากดวงอาทิตย์ผ่านชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์สร้างสเปกตรัมการดูดกลืนแสงที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถกำหนดองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์