Презентация Оптические атомные спектры онлайн

Содержание слайда: ОПТИЧЕСКИЕ АТОМНЫЕ СПЕКТРЫ. Свет электромагнитное излучение, испускаемое нагретым до высокой температуры веществом (2000-3000 ),воспринимаемое человеческим глазом. Основным источником оптического излучения является Солнце его поверхность раскалена до температуры 6000 градусов и светит ярко жёлтым светом . Именно потому ,что мы родились возле этой звезды, этот участок элм излучения непосредственно воспринимается нашими органами чувств. Почти полтора века назад человечеству стало ясно ,что свет элм волна

Содержание слайда:

Содержание слайда: В 1865 году англ . Физик Дж. Максвелл рассчитал теоретически скорость элм волн в вакууме и увидев то ,что она совпадает со скоростью распространения света в вакууме, он немедленно предположил,что свет и есть элм волна!! ,а частота её колебаний ν определяет свойства ,в первую очередь цвет!! Основными характеристиками элм излучения принято считать частоту ν и длину волны λ. Видимый свет элм излучение с длиной волны 380-760 нм, оптический диапазон включает

Содержание слайда: Ультрафиолетовое и ифракрасное излучение, с одной стороны он граничит с рентгеновским излучением с другой с микроволновым радиоизлучением

Содержание слайда: ОПТИЧЕСКИЙ ДИАПАЗОН ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ.

Содержание слайда: В 1913 г датский физик Нильс Бор предложил теорию атома водорода и водородоподобных атомов (постулаты Бора). Согласно первому постулату атом и атомные системы могут длительно пребывать !!только в определённых стационарных состояниях. Находясь в этих состояниях атом не излучает и не поглощает энергии. Стац. Состояния дискретны!!! Им соответствуют значения энергии Е1 Е2 Е3…… При переходе атома из одного состояния в другое атом испускает!! или поглощает!!

Содержание слайда: Фотон частоты (ню) ν ,энергия которого определяется разностью энергий Еi , Еk атомных состояний. h ν = Еi - Еk Переход из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией сопровождается излучением!!. Обратный процесс происходит при поглощении!!фотона. Теория Бора в своё время явилась триумфом развития атомной физики. Впервые, хотя для простейшей атомной системы , были раскрыты закономерности спектров.

Содержание слайда: Атомные спектры называют оптическими, если они лежат в ультрафиолетовом ( 100-400 нм), видимом (400-760нм) или инфракрасном ( 760нм и более……) диапазоне длин волн. Спектры возникают при квантовых переходах между энергетическими уровнями свободных атомов. Электроны в атомах могут находится в стационарных энергетических состояниях. В этих состояниях атомы не излучают и не поглощают энергии. Энергетические состояния схематически изображают в виде уровней. Число электронов в атоме ограниченно, при отсутствии внешних воздействий они заполняют только часть возможных энергетических уровней с наименьшей энергией. Т.О. оказываются заполненными только нижние электронные уровни, тогда как верхние остаются свободными. Состояние атома с возможной минимальной энергией называют основным !!!

Содержание слайда: ЕСЛИ АТОМ ПОЛУЧАЕТ ЭНЕРГИЮ ( ПРИ ПОГЛОЩЕНИИ КВАНТА СВЕТА), ТО МОЖЕТ ПРОИЗОЙТИ ПЕРЕХОД КАКОГО-ЛИБО ЭЛЕКТРОНА С ЗАПОЛНЕННОГО НА БОЛЕЕ ВЫСОКИЙ СВОБОДНЫЙ УРОВЕНЬ. ПОГЛОЩЕНИЕ КВАНТА ВОЗМОЖНО ПРИ УСЛОВИИ ,ЕСЛИ ЭНЕРГИЯ РАВНА РАЗНОСТИ ЭНЕРГИИ КАКОГО-ЛИБО СВОБОДНОГО ЭЛЕКТРОННОГО УРОВНЯ И ЗАПОЛНЕННОГО

Содержание слайда: Возбуждённые атомы стремятся перейти в состояние с наименьшей энергией. Поэтому происходят спонтанные квантовые переходы, с испусканием квантов света ,энергия которых определяется формулой Планка. Возбуждённые атомы стремятся перейти в состояние с наименьшей энергией. Поэтому происходят спонтанные квантовые переходы, с испусканием квантов света ,энергия которых определяется формулой Планка. Оптические атомные спектры испускания получают от возбуждённых атомов. Атомные спектры в результате квантования энергии электронов состоят из отдельных линий !! поглощения или испускания. В качестве простого примера рассмотрим спектр атомов водорода и водородоподобных ионов. Теоретически получены формулы для частоты света, излучаемого (поглощаемого) атомами водорода (Z=1): ** =

Содержание слайда: Где i и k – порядковые номера уровней, между которыми происходит переход. Эта формула была получена на основании эксперимента Бальмером еще задолго до создания квантовой механики и теоретически обоснована Нильс Бором. Где i и k – порядковые номера уровней, между которыми происходит переход. Эта формула была получена на основании эксперимента Бальмером еще задолго до создания квантовой механики и теоретически обоснована Нильс Бором. В спектре можно выделить группы линий!!, называемые спектральными сериями. Каждая серия, применительно к спектрам испускания, соответствует переходам с различных уровней на один и тот же конечный. В ультрафиолетовой области находятся линии серии Лаймана, которая образуется при переходе с верхних энергетических уровней на самый нижний, основной. Из формулы **для серии Лаймана получаем ni= 2, 3, 4….. Т.е. находим частоты!! всех линий этой серии. Самая длинноволновая линия имеет наибольшую интенсивность.

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: В видимой и близкой ультрафиолетовой областях спектра расположена серия Бальмера, которая возникает вследствие переходов с верхних энергетических уровней на второй. Для серии Бальмера получаем : В видимой и близкой ультрафиолетовой областях спектра расположена серия Бальмера, которая возникает вследствие переходов с верхних энергетических уровней на второй. Для серии Бальмера получаем : ni= 3, 4, 5…..

Содержание слайда: В инфракрасной области находится серия Пашена, которая возникает при переходах с верхних энергетических уровней на третий. Из формулы** для серии Пашена следует: В инфракрасной области находится серия Пашена, которая возникает при переходах с верхних энергетических уровней на третий. Из формулы** для серии Пашена следует:

Содержание слайда: Атомные спектры называют оптическими, если они лежат в ультрафиолетовом ( 100-400 нм), видимом (400-760нм) или инфракрасном ( 760нм и более……) диапазоне длин волн. Спектры возникают при квантовых переходах между энергетическими уровнями свободных атомов. Электроны в атомах могут находится в стационарных энергетических состояниях. В этих состояниях атомы не излучают и не поглощают энергии. Энергетические состояния схематически изображают в виде уровней. Число электронов в атоме ограниченно, при отсутствии внешних воздействий они заполняют только часть возможных энергетических уровней с наименьшей энергией. Т.О. оказываются заполненными только нижние электронные уровни, тогда как верхние остаются свободными. Состояние атома с возможной минимальной энергией называют основным !!!

Содержание слайда: Если атом получает энергию ( при поглощении кванта света), то может произойти переход какого-либо электрона с заполненного на более высокий свободный уровень. Поглощение кванта возможно при условии ,если энергия равна разности энергии какого-либо свободного электронного уровня и заполненного

Содержание слайда: Возбуждённые атомы стремятся перейти в состояние с наименьшей энергией. Поэтому происходят спонтанные квантовые переходы, с испусканием квантов света ,энергия которых определяется формулой Планка. Оптические атомные спектры испускания получают от возбуждённых атомов. Атомные спектры в результате квантования энергии электронов и в соответствии с формулой (23.31) состоят из отдельных линий поглощения или испускания. рассмотрим спектр атомов водорода и водородоподобных ионов. теоретически получены формулы для частоты света, излучаемого атомом водорода (Z=1):

Содержание слайда: ЛИНЕЙЧАТЫЕ АТОМАРНЫЕ СПЕКТРЫ. Атомные спектры, оптические спектры, получающиеся при испускании или поглощении элм излучения свободными или слабо связанными атомами (, в газах или парах). Являются линейчатыми !, то есть состоят из отдельных спектральных линий, характеризуемых частотой излучения v !, которая соответствует квантовому переходу между уровнями энергии Ei и Ek атома согласно соотношению: hv = Ei-Ek где h-постоянная Планка. Спектральные линии можно характеризовать также длиной волны = c/v (с - скорость света), волновым числом = v/c и энергией фотона hv.

Содержание слайда: Частоты спектральных линий выражают в с -1 (герц), длины волн - в нм и мкм, а также в А, волновые числа - в см -1, энергии фотонов - в эВ (электрон-вольт). Типичные атомные спектры наблюдаются в видимой, УФ- и ближней ИК-областях спектра. Спектры испускания, или эмиссионные, получают при возбуждении атомов различными способами (фотонами, электронным ударом и т.д.), спектры поглощения, или абсорбционные, - при прохождении электромагнитного излучения, обладающего непрерывным спектром, через атомарные газы или пары. Для наблюдения атомных спектров применяют приборы с фотографической или фотоэлектрической регистрацией

Содержание слайда:

Содержание слайда: ЛИНЕЙЧАТЫЕ ,АТОМАРНЫЕ СПЕКТРЫ. Вид спектра зависит как от электронного строения данного атома, так и от внешних условий - температуры, давления, напряженностей эл и магнитного полей и т. п. В зависимости от способа возбуждения атома могут возникать отдельные линии спектра, некоторые его участки, весь спектр нейтрального атома. Положение линий в таких спектрах подчиняется определенным закономерностям, которые наиболее просты для атомов с одним внешним электроном, то есть для атома Н и нейтральных атомов щелочных металлов. В спектрах таких атомов наблюдаются спектральные серии, каждая из которых (в случае спектров испускания) получается при возможных квантовых переходах с последовательных вышележащих уровней энергии на один и тот же нижележащий (в спектрах поглощения – при обратных переходах).

Содержание слайда: Для атома Н волновые числа линий всех серий с большой точностью определяются формулой Бальмера: где пk и ni - значения главного квантового числа для уровней энергии, между которыми происходит квантовый переход, причем nk, характеризующее нижний уровень энергии, определяет серию, а ni - ее отдельные линии (при получается граница серии); R-постоянная Ридберга. Аналогичные серии наблюдаются и в спектрах водородоподобных атомов, однако значения волновых чисел для спектральных линий ионов Не+ , Li2+, ... в Z2 раз (Z - пoрядковый номер элемента) больше, чем для соответствующих линий атома Н.

Содержание слайда: Спектры атомов щелочных металлов, имеющих один электрон на внешней эл оболочке, схожи со спектром Н, но смещены в область меньших частот; число спектр. линий в них увеличивается, а закономерности в расположении линий усложняются. Пример - спектр Na, атом которого имеет электронную конфигурацию Is22s22p63s с легковозбуждаемым внешним электроном 3s. Переходу этого электрона из состояния Зр в состояние 3s соответствует желтая линия Na (дублет = 589,0 нм и = 589,6 нм); это - наиболее яркая линия, с которой начинается, главная серия Na. Линии этой серии в спектре испускания соответствуют переходам из состояний Зр, 4р, 5р> ... в состояние 3s.

Содержание слайда: ПОГЛОЩЕНИЕ СВЕТА. Поглощение света—уменьшение интенсивности оптического излучения при прохождении через какую-либо среду,за счёт взаимодействия с ней,в результате которого световая энергия переходит в др. виды энергии, или в оптическое излучение др. спектрального состава. Основным законом п.с., Связывающим интенсивность I пучка света ,прошедшего слой поглощающей среды толщиной l ,с интенсивностью падающего пучка I является закон Бугера I=I0 exp(- kλ L)

Содержание слайда: Не зависящий от интенсивности света коэфф. Кλ,называют показателем поглощения, причём Кλ различен для различных длин волн. Этот закон был экспериментально установлен Бугером(P.Bouguer 1729) и впоследствии теоретически выведен Ламбертом (J.Lambert 1760),при очень простых предположениях, что при прохождении любого слоя вещества интенсивность светового потока уменьшается !!! на определённую долю ,зависящую только от Кλ и толщины слоя l.

Содержание слайда: ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ Люминесценцией называют излучение Света!! телами ,избыточное над тепловым при той же температуре и имеющее длительность более 10 (в степени -10) сек. Л. Обычно наблюдается в видимой и уф областях спектра. Оптическое излучение в этой области возникает только при температурах в несколько сотен или тысяч !! градусов, тогда как л. наблюдается при любых температурах, поэтому л. часто называют холодным свечением. Это излучение может быть вызвано освещением вещества видимым светом,уф,

Содержание слайда: рентгеновским излучением, бомбардировкой вещества электронами, а также некоторыми хим . реакциями в веществе. Люм. излучение имеет локальный характер, т.е. оно испускается сравнительно небольшим числом атомов вещества. Люм. Связана с переходом ,излучающих свет атомов , молекул и ионов в возбуждённое состояние. Последующее их возвращение в нормальное или менее возбуждённое состояние сопровождается испусканием света Люм. под действием света наз. Фотолюмин.

Содержание слайда: ЗАКОНЫ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ. Свет фотолюминесценции, как правило , имеет большую длину волны, чем возбуждающий свет (правило Стокса) Спектр люминесценции сдвинут в длиноволновую область относительно спектра поглощения (графически!!) Флуоресцентные зонды, метки самостоятельно!!!

Содержание слайда: