Любой химический элемент в холодном состоянии поглощает те длины волн, которые он испускает в нагретом состоянии.

Спектральный анализ – определение химического состава вещества по линейчатому спектру.

 

 

ПРИМЕНЕНИЕ.

1. Определение температуры тел (металлургия, астрономия).

2. Определение химического состава атмосфер звезд (астрономия).

3. Открытие новых химических элементов (рубидий, цезий, гелий).

4. Определение количественного и качественного состава руд, минералов, сплавов (геология).

5. В криминалистике.

6. Определение скоростей звезд по смещению в спектре.

É, то n света ­ Þ

É, то n света ¯ Þ

 

 

ОК-37. ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ. АБСОЛЮТНО ЧЁРНОЕ ТЕЛО.

Сплошные спектры излучения не пригодны для распознавания структуры тел. Но изучение распределения энергии в спектре раскалённого тела приводят к важным заключениям. Для получения идеального спектра вводится понятие абсолютно чёрного тела ( АЧТ). АЧТ испускает лишь те длины волн, которые оно способно поглощать при той же температуре.

Закон Стефана –Больцмана.

I = s Т4

Энергия, излучаемая АЧТ, в единицу времени единицей площади поверхности (I) прямопропорциональна абсолютной температуре в четвёртой степени.

Этот закон можно применять и к излучению металлов, и звёзд.

На графике видно, что излучение охватывает видимую, инфракрасную и ультрафиолетовую область спектра. Максимум излучаемой энергии для большинство температур, приходится на долю инфракрасных лучей. При увеличении температуры растёт общее количество излучаемой энергии и максимум смещается в область более коротких волн.

 

Причём положение максимума зависит только от температуры излучающих тел.

 

Солнечный спектр почти совпадает со спектром АЧТ при 6000К. Т.е. по цвету и интенсивности можно определить температуру тела на расстоянии. Звёзды в зависимости от их температуры отличаются по цвету: Проксима (тёмно-красный цвет) Т=3000К; Капелла (жёлтый цвет) Т = 6000 К; Сириус (белый цвет) Т = 10 000К;

Трудности в объяснении явления излучения тел: исходя из эл-маг. природы света энергия излучения АЧТ должна возрастать по мере увеличения частоты и максимум должен приходиться на УФ излучение (УФ катастрофа)

Опыт: возрастание энергии идёт до определённого предела, а затем начинается спад (см. график)!!!

КВАНТОВАЯ ФИЗИКА. СВЕТОВЫЕ КВАНТЫ. ФОТОЭФФЕКТ.

 

 

1888 г. А. Г. Столетов.

Фотоэффект - явление вырывания электронов из веществ под действием света.

 

ЗАКОНЫ ФОТОЭФФЕКТА.

 

1. Число вырванных электронов прямо пропорционально интенсивности светового потока.

2. Скорость вырванных электронов зависит от частоты падающего света и НЕ зависит от его интенсивности.

 

1900 г. М. Планк: СВЕТ ИЗЛУЧАЕТСЯ ПОРЦИЯМИ, энергия каждой порции , где h - постоянная Планка, n - частота света.

 

 

1905 г. А. Эйнштейн: Свет не только излучается отдельными

порциями, но и поглощается порциями (квантами). Каждый квант поглощается только одним электроном.

 

;

 

Если энергия фотона (Е = h n) достаточна только для совершения работы выхода, то формула Эйнштейна принимает вид:

; .

Минимальная частота (максимальная длина волны), при которой еще возможен фотоэффект, называется КРАСНОЙ ГРАНИЦЕЙ ФОТОЭФФЕКТА.

Звуковое кино.

Фотоэлемент + реле = автомат для отключения пресса при попадании руки в опасную зону; контролер в метро; счетчик деталей; охрана объектов и т.д.

Солнечные батареи.