МОЯ ТВОРЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ

          " Каждая цивилизация в определенном возрасте имеет возможность возвысить, или разрушить себя. Если делается выбор в пользу возвышения, то возникает импульс, позволяющий появиться учениям об утерянных законах сущего".    ( Высший разум, ченнелинг).      
                                                                            М.И. Беляев ©

Законы Кирхгофа и спектроскопия

  1. Спектры поглощения
  2. Попробуй это!
  3. Спектры излучения
  4. Несколько последствий

Дополнительное чтение от www.astronomynotes.com

Изучение излучения черного тела является полезным упражнением. Однако я несколько раз подчеркивал, что излучение черного тела испускается только «идеальным» или «идеальным» излучателем. В действительности, немногие объекты излучают точно спектр черного тела. Например, рассмотрим два спектра, которые вы просматривали на предыдущей странице: солнце и голубая звезда-бродяга. Напомним, что излучение черного тела является непрерывным без разрывов. Если вы посмотрите на два спектра звезд, вы увидите черные полосы на изображении спектра Солнца и области на графике, где интенсивность приближается к нулю или почти равна нулю в спектре синего отставшего. Эти промежутки в спектре, где нет испускаемого света, называются линиями поглощения . Обнаружено, что другие астрономические источники (а также источники света, которые вы можете проверить в лаборатории) создают спектры, которые показывают небольшую интенсивность на большинстве длин волн, но несколько точных длин волн, где видна большая интенсивность. Они упоминаются как эмиссионные линии.

В первые дни спектроскопии эксперименты показали, что существует три основных типа спектров. Различия в этих спектрах и описание того, как их создавать, были обобщены в трех законах спектроскопии Кирхгофа:

  1. Светящийся твердый, жидкий или плотный газ излучает свет всех длин волн.
  2. Горячий газ низкой плотности, видимый на более холодном фоне, излучает спектр ЯРКОЙ ЛИНИИ или ЭМИССИОННОЙ ЛИНИИ.
  3. Холодный газ низкой плотности перед более горячим источником непрерывного спектра создает спектр ТЕМНОЙ ЛИНИИ или АБСОРБЦИОННОЙ ЛИНИИ.

Вы также можете суммировать законы Кирхгофа в виде диаграммы, например:

Вы также можете суммировать законы Кирхгофа в виде диаграммы, например:

Рис. 3.6. Три условия, которые дают начало трем законам Кирхгофа для создания непрерывного спектра поглощения и излучения.

Кредит: Penn State Астрономия & Астрофизика

Как и законы движения Кеплера, это эмпирические законы. То есть они были сформулированы на основе экспериментов. Чтобы понять происхождение линий поглощения и излучения и спектры, которые содержат эти линии, нам нужно сначала потратить некоторое время на атомную физику. В частности, рассмотрим модель Бора для атома.

Всякий раз, когда вы изучаете свет от астрономического объекта, помните, что есть три вещи, которые необходимо учитывать:

  1. испускание света источником,
  2. процессы, которые влияют на свет во время его перемещения от источника к наблюдателю, и
  3. процесс обнаружения света наблюдателем.

Мы наблюдаем линии поглощения, когда свет от фонового источника проходит через холодный газ. Каким-то образом именно газ вызывает появление линий поглощения в том, что в противном случае представляло бы собой непрерывный спектр. Итак, что происходит внутри газа?

Облако газа состоит из атомов, которые являются наименьшими компонентами элемента, которые сохраняют все свойства этого элемента. Типичное облако газа в космосе, вероятно, содержит много водорода и гелия и следовые количества более тяжелых элементов, таких как кислород, азот, углерод и, возможно, железо. Атомы внутри газового облака состоят из ядра положительно заряженных протонов и нейтронов, которые не имеют заряда. Вокруг ядра находятся один или несколько отрицательно заряженных электронов. Вот изображение мультфильма, которое я собрал из атома гелия:

Рисунок 3.7: Атом гелия с нейтронами, протонами и электронами

Кредит: Penn State Астрономия & Астрофизика

Частицы, помеченные n, являются нейтронами, p - протонами, а e - электронами.

Возвращаясь к атомной физике и спектроскопии, именно электроны являются основной причиной линий поглощения, которые мы видим в звездных спектрах. Бор предложил простую модель для атомов, которая требовала, чтобы электроны занимали «орбиты» вокруг ядра. Важнейшей частью его модели является понимание того, что электроны могут существовать только на этих конкретных орбитах, а не между ними. Каждая орбита имеет определенную энергию, связанную с ней, то есть когда электрон находится на определенной орбите, он имеет определенное количество энергии. Таким образом, орбиты также можно назвать уровнями энергии . Если электрон точно поглощает разницу энергии между уровнем, на котором он находится, и любым более высоким уровнем, он может переместиться на более высокий уровень. Как только электрон окажется на более высоком уровне, он в конечном итоге упадет обратно на более низкий уровень (либо сразу все обратно на уровень 1, либо на несколько шагов вниз до уровня 1), и каждый раз, когда он падает с одного уровня к более низкому он испускает фотон, который несет точно количество энергии, равное разнице в энергии между начальным энергетическим уровнем и конечным энергетическим уровнем электрона. Это показано ниже. На верхней панели электроны падают с более высоких уровней на более низкие и испускают фотоны. На нижней панели электроны поглощают фотоны, заставляя их прыгать на более высокие уровни со своих более низких уровней.

Рисунок 3.8. Энергетические уровни электронов в модели Бора и их соответствие длинам волн линии поглощения или излучения в спектре объекта.

Кредит: Penn State Астрономия & Астрофизика

Напомним, что энергия, переносимая фотоном, определяется как E = h ν. Это уравнение не воспроизводится должным образом из-за несовместимого браузера. Посмотрите Технические Требования в Ориентации для списка совместимых браузеров. , Таким образом, если энергия электрона на уровне 2 определяется E 2, это уравнение не отображается должным образом из-за несовместимого браузера. Посмотрите Технические Требования в Ориентации для списка совместимых браузеров. и энергия, которая соответствует уровню 1, дается E 1. Это уравнение не отображается должным образом из-за несовместимого браузера. Посмотрите Технические Требования в Ориентации для списка совместимых браузеров. , тогда разница в энергии между этими уровнями может быть показана как Δ E = E 2 - E 1 Это уравнение не отображается должным образом из-за несовместимого браузера. Посмотрите Технические Требования в Ориентации для списка совместимых браузеров. , Таким образом, если электрон находится в E 2, это уравнение не отображается правильно из-за несовместимого браузера. Посмотрите Технические Требования в Ориентации для списка совместимых браузеров. Уровень энергии и падает до E 1 Это уравнение не отображается должным образом из-за несовместимого браузера. Посмотрите Технические Требования в Ориентации для списка совместимых браузеров. уровень энергии, он будет излучать фотон с частотой, определяемой как:

E = h ν Это уравнение не отображается правильно из-за несовместимого браузера. Посмотрите Технические Требования в Ориентации для списка совместимых браузеров. ,

Итак, ν = E / h Это уравнение не отображается должным образом из-за несовместимого браузера. Посмотрите Технические Требования в Ориентации для списка совместимых браузеров. ,

и в этом случае E = Δ E = E 2 - E 1 Это уравнение не отображается должным образом из-за несовместимого браузера. Посмотрите Технические Требования в Ориентации для списка совместимых браузеров.

давая нам ν = (E 2 - E 1) / ч. Это уравнение не отображается должным образом из-за несовместимого браузера. Посмотрите Технические Требования в Ориентации для списка совместимых браузеров.

На верхней панели выше есть электрон, падающий с уровня 2 на уровень 1 и испускающий фотон с энергией, равной разности энергий между этими двумя уровнями. Таким образом, астроном, изучающий свет от этого облака газа, увидит линию излучения в спектре этого облака с желтым цветом, помеченную "2 - 1" в спектре справа.

Давайте свяжем эту идею движения электронов между уровнями энергии обратно к наблюдаемым спектрам астрономических объектов.

Спектры поглощения

Непрерывный источник света излучает фотоны со всеми различными энергиями. Когда эти фотоны проходят через облако (или облака) газа на переднем плане, они могут встретить атомы в этом газе, каждый из которых имеет набор электронов с определенными энергетическими уровнями. Те фотоны, которые имеют точно правильную энергию, чтобы пнуть электрон в атоме газа до более высокого уровня, могут быть поглощены. Все те фотоны, которые не имеют точного количества энергии для возбуждения электрона, проходят через облако без поглощения. Таким образом, то, что мы видим после того, как свет от черного тела (то есть от непрерывного источника) проходит через облако газа, состоит в том, что большинство фотонов в узком диапазоне частот (или цвета) не делают его, что приводит к разрывам, или линии поглощения, в остальном непрерывном спектре источника света. Все линии поглощения точно соответствуют длинам волн или частотам, которые определяются разностью энергий между энергетическими уровнями электронов в атомах, составляющих облако. Итак, снова обращаясь к приведенной выше диаграмме уровня энергии, когда электрон переходит с уровня 1 на уровень 2, поглощая фотон, астроном будет наблюдать линию поглощения на частоте, которая соответствует этой разнице уровней энергии 1 - 2.

Попробуй это!

На веб-сайте для интерактивных симуляций PhET у них есть симуляция, которая позволяет исследовать модели атома водорода.

  1. Перейти к Моделирование атома водорода.
  2. Нажмите на кнопку воспроизведения в верхней части изображения симуляции, чтобы начать симуляцию. (Примечание. Ваш компьютер / браузер может потребовать загрузки, а не воспроизведения в браузере).
  3. В симуляции используйте селектор в левом верхнем углу, чтобы выбрать «Предсказание».
  4. Выберите «Бор».
  5. Включите питание электронной пушки (нажмите красную кнопку на чертеже) и наблюдайте за симуляцией.

Что происходит с фотонами, которые не имеют правильной энергии? Что происходит с фотонами, которые имеют правильную энергию, когда они сталкиваются с электроном? Что происходит, когда электрон падает обратно на более низкий энергетический уровень?

Спектры излучения

Если у вас есть облако газа низкой плотности, которое нагревается каким-то процессом, электроны в атомах в этом облаке газа не будут находиться на самом низком уровне - они будут на более высоких уровнях. Таким образом, когда они каскадно спускаются до уровня земли, они излучают фотоны с точными частотами, создавая линии излучения. Неоновые огни, которые вы видите в витринах магазинов, содержат газ низкой плотности, и электроны возбуждаются, когда вы пропускаете ток через колбу. Когда электроны каскадно спускаются до уровня земли (уровень 1), они испускают эмиссионные линии в красной части спектра. Вот изображение неоновой лампы и спектр, который она создает, когда вы пропускаете свет через призму:

Вот изображение неоновой лампы и спектр, который она создает, когда вы пропускаете свет через призму:

Рисунок 3.9: Свет от неоновой лампы

9: Свет от неоновой лампы

Рисунок 3.10: Спектр от неоновой лампы

Несколько последствий

Наконец, давайте закончим это обсуждение спектров несколькими последствиями приведенной выше физики:

  • Энергетические уровни электронов в атоме похожи на отпечатки пальцев - никакие два элемента не имеют одинаковый набор энергетических уровней, поэтому атомы двух элементов не создают одинаковую картину линий поглощения или эмиссии. Это означает, что если мы наблюдаем линии поглощения, вызванные облаком газа, мы можем сказать, какие элементы составляют это облако, по длинам волн или частотам линий поглощения. Существуют таблицы, в которых перечислены все известные длины волн линий от конкретного элемента, измеренные в лаборатории.
  • Звезда создаст спектр линии поглощения, потому что непрерывный спектр, испускаемый плотным, непрозрачным газом, который составляет большую часть звезды, проходит через более прохладную, прозрачную атмосферу звезды.
  • Электроны в газовых облаках, которые создают линии поглощения, также должны в конечном итоге упасть обратно на уровень земли, поэтому они также должны излучать фотоны с точно такими же длинами волн, что и линии поглощения. Они делают это, но причина, по которой мы все еще наблюдаем линии поглощения, состоит в том, что переизлучаемые фотоны могут излучаться в любом направлении, тогда как поглощение происходит только вдоль нашей линии обзора.
  • Когда вы наблюдаете спектр поглощения астрономического объекта, любое облако газа между нами и объектом может поглощать свет. Таким образом, в типичной звезде вы видите линии поглощения из атмосферы объекта, вы можете видеть линии поглощения, вызванные газовыми облаками, находящимися между нами и этой звездой, и, наконец, атмосфера Земли также будет поглощать часть света звезды.

Похожие

Помощник бухгалтера - кто это?
В каждой большой или малой фирме, на любом предприятии, независимо от его специализации и деятельности, количества и состава персонала, является финансовый отдел, который занимается обеспечением функционирования предприятия, денежными операциями, оборотом финансов и ресурсов. В этом отделе работают технические работники и специалисты. Отвечает за всю эту работу и контролирует ее главный бухгалтер. Но один он
Обувь - это хороший подарок?
Почему стоит покупать модную обувь в виде подарка? Многие люди до сих пор не знают, что подарить своим близким по случаю декабрьских дней, о которых говорилось в первом абзаце. К счастью, есть несколько эффективных решений. Одним из них являются модные туфли. Некоторые люди думают, что обувь не очень хорошая идея для подарка. Они утверждают, что это пропущенный вариант.
Подвинься Лазеры, это - Мазерное Время
... несколько десятилетий, кто знает, что может быть возможно с мазерами сейчас, когда ученые сняли барьер для исследований. Исследование о новом кристалле, генерирующем мазер, появляется в выпуске журнала Nature на этой неделе. Лазеры или мазеры? Оставить комментарий. [ Природа с помощью Эврика Alert а также
Это то, чем они отличаются и как их использовать? - Ingless.pl
В чем разница между словами это и это? В каких ситуациях их использовать? Если вы хотите узнать, вы пришли в нужное место. Это или то ? Какое из этих слов мне следует использовать при указании чего-либо? Заданный здесь вопрос, хотя он может показаться простым, совсем не таков - многие из нас иногда задают. В чем разница между
Что такое светодиод и почему это важно?
... это небольшой электронный полупроводник, который фактически преобразует энергию электричества в свет видимого спектра. Цвета, а также энергоэффективность и яркость в СВЕТОДИОД определяются фактическим химическим составом, используемым внутри СВЕТОДИОД , Если вы посмотрите на стандартную лампочку, вы увидите небольшую нить накала внутри. Эта нить является причиной
Что такое креативная визуализация? Как это использовать?
Каждый день мы используем творческую силу нашего ума, но мы не всегда делаем это сознательно. Иногда мы поддаемся тяжелым эмоциям и черным видениям, которые могут привести к черным сценариям. Однако мы также можем (как можно чаще) сознательно использовать силу воображения для воплощения в жизнь вещей и позитивных, «светлых», творческих, счастливых явлений. Как? Ниже приведены несколько советов о том, как использовать творческие возможности визуализации. 1. Визуализируйте один
Как начать бизнес в IT? Это просто
Я приглашаю вас прочитать гостевую запись Томека Wawrzyczka. Есть две экстремальные школы, которые учат, как вести бизнес. Первая, эта классика, говорит, что вы должны придумать продукт, сделать его и продать. Эта
Символ VDE на инструменте - что это значит?
Сертификат VDE - что под этим именем? Аббревиатура VDE происходит от первых букв названия немецкого института контроля, который специализируется на проверке и сертификации приборов, компонентов и электротехнических систем. На этом типе аксессуаров мы часто можем найти обозначение VDE-GS - что это значит? Это
Я просто хотел получить это. Без обещаний
Дата: 20.11.2017 Фото: iStock / Guliver Дата: 20.11.2017 Фото: iStock / Guliver Больше из категории Она мне понравилась. Никогда не просил больше, чем я мог ей дать. Это было мое по вечерам. Не очень редко, не слишком часто. В основном во вторник. У меня было это, затем расслабился на моей груди и слушал удары моего сердца. И когда я спал,
Как это написать? 7 способов попрактиковаться в правописании. Английский.
... это очень хорошо работает ... туалет или раковина, где мы чистим зубы. Мы проведем там некоторое время, вы можете взглянуть на это;). Что еще? Ну, конечно же, интернет. Я порекомендую вам несколько игр, которые вы можете использовать. Может быть, это так. Хотя мы остаемся одни с холодным экраном компьютера ... Первый - это орфография пчелы. Это не очень захватывающая игра, но она может понравиться вам или вашему ребенку, и она будет эффективной. Здесь просто введите
Композиция в стиле ретро
Стиль ретро - это сочетание современности с тем, что, казалось бы, прошло. Мода любит кружить, поэтому то, что было модно несколько десятилетий назад и до сих пор длилось в обустройстве небытия, сегодня снова возвращается в салоны . Стиль старых дней можно интерпретировать по-разному, для одних это будет комом, красочная мебель и аксессуары 60-х годов, а для других - изысканный стиль барокко. Независимо от того, какое расположение нам ближе, мы должны помнить, что освещение играет

Комментарии

Однако уже несколько лет решающим лидером являются секционные ворота - почему это так?
Однако уже несколько лет решающим лидером являются секционные ворота - почему это так? По сравнению с другими типами ворот секционные ворота имеют много преимуществ и отличаются очень хорошим соотношением цены и качества. Они также характеризуются удобством и безопасностью использования, энергоэффективностью и эстетичностью. фот. krispol.pl Секционные ворота - надежность и безопасность
Кто знает, может, хороший телевизор за несколько тысяч купит в продаже всего за несколько сотен злотых?
Кто знает, может, хороший телевизор за несколько тысяч купит в продаже всего за несколько сотен злотых? Если вы ищете новое электронное оборудование или бытовую технику, посетите наш веб-сайт или один из наших выставочных залов - на этот день мы подготовили множество лучших продуктов по очень выгодным ценам.
Это возможно, но будет ли это привлекательно как обычная игра?
Это возможно, но будет ли это привлекательно как обычная игра? Было много вопросов, пока я не получил копию игры в свои руки. Первое, что поразило вас, это очень интересный пакет. После вскрытия выяснилось, что основные элементы игры - 84 карты с рисунками Мари Кардуат - просто маленькие
В чем разница между словами это и это?
В чем разница между словами это и это? В каких ситуациях их использовать? Если вы хотите узнать, вы пришли в нужное место. Это или то ? Какое из этих слов мне следует использовать при указании чего-либо? Заданный здесь вопрос, хотя он может показаться простым, совсем не таков - многие из нас иногда задают. В чем разница между словами
Принимая это во внимание, стоит задуматься о том, насколько велико биоразнообразие на нашей планете, и можем ли мы это узнать?
Принимая это во внимание, стоит задуматься о том, насколько велико биоразнообразие на нашей планете, и можем ли мы это узнать? Другими словами: сколько видов на нашей планете? Нет однозначного ответа на этот вопрос, потому что процесс эволюции не остановился на публикации Дарвина «О происхождении видов» в 1859 году, и видообразование, то есть образование новых видов, продолжается все время. По оценкам, на сегодняшний день на Земле описано около 2 миллионов животных и растений
Что это такое и как использовать это в обучении чтению?
Что это такое и как использовать это в обучении чтению? Одновременно-последовательный метод (слоговый метод, краковский метод) - эффективный метод обучения чтению, разработанный опытным логопедом проф. Цешинская ягода. Этот метод используется терапевтами, работающими с детьми, которые еще не умеют читать, или с детьми, у которых есть проблемы с чтением (риск дислексии). Они учатся читать детей без проблем с образованием с большим успехом
Это нормально, что первоклассник не знает, с чем он будет иметь дело?
Это нормально, что первоклассник не знает, с чем он будет иметь дело? Что ж, дама с радостью сказала нам учить детей читать, каждый день, через несколько минут. Я показал плохой рефлекс, и я забыл спросить, что в таком случае, с ежедневными домашними заданиями, над которыми дети сидят иногда и два часа Где место для отдыха, дополнительные занятия (например, у Макса есть логопед и классы ударных на шее)? Эх, школа,
Что это значит?
Что это значит? Ну, это значит, что итальянскому языку отведено свое собственное пространство - так сказать, центральная сцена. В большинстве случаев меньше значит больше, я прав? Хотя Интернет необходим для всех функций, приложение «Итальянский переводчик» предлагает подробные переводы слов и предложений с итальянского языка и обратно. Более того, приложение позволяет учащимся копировать и вставлять переводы, чтобы ученики могли сразу же использовать их в электронных письмах
Возможно, вы планируете сделать это только после окончания первого триместра?
Возможно, вы планируете сделать это только после окончания первого триместра? Каждый из вариантов может быть легко реализован. Хотя вы, вероятно, уже наблюдаете расширение талии, другие люди вокруг вас не смогут сказать, что вы ожидаете ребенка. На этой стадии беременности вы можете наблюдать белые вагинальные выделения. Вас также могут сопровождать изжога, расстройство желудка и вздутие живота. Эмоциональная нестабильность,
Это означает: «Что 3 умножить на 7?
Это означает: «Что 3 умножить на 7?») Что 5 раз 4? 7 является фактором 14? (Ответ - да, потому что 7 можно умножить на целое число 2, чтобы получить 14.) Изучение фактов умножения помогает с умножением в разных единицах В школе детям будет предложено использовать умножение в различных областях математики ( пространство и форма например, или
На этом типе аксессуаров мы часто можем найти обозначение VDE-GS - что это значит?
На этом типе аксессуаров мы часто можем найти обозначение VDE-GS - что это значит? Это подтверждение соответствия требованиям к качеству и безопасности оборудования и продукции. Видя это, мы можем быть уверены, что аксессуар был протестирован с точки зрения электрических, механических, токсичных, термических и радиологических свойств - его устойчивость к давлению, огнестойкость, электроизоляционные свойства и другие факторы, которые непосредственно влияют на безопасность пользователя

Итак, что происходит внутри газа?
Что происходит с фотонами, которые не имеют правильной энергии?
Что происходит с фотонами, которые имеют правильную энергию, когда они сталкиваются с электроном?
Что происходит, когда электрон падает обратно на более низкий энергетический уровень?
Почему стоит покупать модную обувь в виде подарка?
Лазеры или мазеры?
В каких ситуациях их использовать?
Это или то ?
Какое из этих слов мне следует использовать при указании чего-либо?
Как это использовать?
Где купить автомобильный держатель iphone 4

К сожалению, в свое время я не получил никакого образования - закончил 9 классов и все. Поэтому мне не оставалось ничего, как найти работу без образования, и устроился таксистом. Сразу же мне понадобился

Тур по Украине

В последнее время, люди выезжая отдыхать в отпусках, стараются не просто полежать в комфортной гостинице, или на теплом песке, а как можно сильнее слиться с природой, ощутить ее дух и набраться ее

Где купить бленду для фотоаппарата

Я себе заказывал здесь бленду вот для фотоаппарата, заказывал бленду EW-60C для Canon EF-S 18-55mm f/3. 5-5. 6, материал у нее пластик,

    © Беляев М.И., "МИЛОГИЯ"
           Сайт ЯВЛЯЕТСЯ ТВОРЧЕСКОЙ МАСТЕРСКОЙ АВТОРА, открытой для всех посетителей. Убедительная просьба сообщать  о всех замеченных ошибках, некорректных формулировках.
          Книги " Основы милогии ", " Милогия " могут  быть высланы в Ваш адрес наложенным платежом,
e-mail: [email protected]