Ультрафіолетове та інфрачервоне випромінювання
Інфрачервоне випромінювання Інфрачервоне випромінювання – електромагнітне випромінювання, з частотою в діапазоні від 3*10 ^ 11 до 3,75*10 ^ 14 Гц. Даний вид випромінювання притаманний усім нагрітим тілам. Тіло випускає інфрачервоне випромінювання, навіть якщо воно не світиться. Приміром, в кожному будинку або квартирі є батареї для опалення. Вони випускають інфрачервоне випромінювання, хоча ми його не бачимо. Внаслідок чого в будинку відбувається нагрівання навколишніх тіл. Інфрачервоні хвилі іноді ще називають тепловими хвилями. Інфрачервоні хвилі не сприймаються людським оком, так як довжина хвилі інфрачервоних хвиль перевищує довжину хвилі червоного світла. Область застосування інфрачервоного випромінювання дуже широка. Часто інфрачервоне випромінювання застосовується для сушіння овочів, фруктів, різних лакофарбових покриттів і т.д. Існують прилади, які дозволяють перетворити невидиме інфрачервоне випромінювання у видиме. Виготовляються біноклі, які бачать інфрачервоне випромінювання; з їх допомогою можна бачити в темряві. Ультрафіолетове випромінювання Ультрафіолетове випромінювання – електромагнітне випромінювання, з частотою в діапазоні від 8*10 ^ 14 до 3*10 ^ 16 Гц. Довжина хвилі коливається від 10 до 380 мкм. Ультрафіолетове випромінювання так само не видно неозброєним людським оком. Щоб виявити ультрафіолетове випромінювання, необхідно мати спеціальний екран, який буде покритий люмінесцирующим речовиною. Якщо на такий екран потраплять ультрафіолетові промені, то в місці контакту він почне світитися. У ультрафіолетових променів дуже висока хімічна активність. Якщо спроектувати в затемненому приміщенні спектр на фотопапір, то після прояву папір за фіолетовим кінцем спектру почорніє сильніше, ніж у видимій області спектра. Як вже згадувалося вище, ультрафіолетові промені невидимі. Але при цьому вони володіють руйнівною дією на шкіру і сітківку очей. Наприклад, високо в горах не можна довго перебувати без одягу і темних окулярів, тому що ультрафіолетові промені, спрямовані від Сонця, недостатньо поглинаються в атмосфері нашої планети. Навіть звичайні окуляри можуть захистити очі від шкідливого ультрафіолетового випромінювання – скло дуже сильно поглинає ультрафіолетові промені. Однак, у малих дозах ультрафіолетові промені навіть корисні. Вони впливають на центральну нервову систему, стимулюють ряд важливих життєвих функцій. Під їх впливом на шкірі з’являється захисний пігмент – засмага. Крім усього іншого ці промені вбивають різні хвороботворні бактерії. З цією метою найчастіше вони використовуються в медицині.
|
|
|
Поняття про спектральний аналіз
|
|
|
Лінійчатих спектри відіграють особливо важливу роль, тому що їхня структура прямо пов'язана з будовою атома. Адже ці спектри створюються атомами, які не відчувають зовнішніх впливів. Тому, знайомлячись з лінійчатими спектрами, ми тим самим робимо перший крок до вивчення будови атомів. Спостерігаючи ці спектри, вчені отримали можливість "зазирнути" всередину атома. Тут оптика впритул стикається з атомною фізикою.
Головна властивість лінійчатих спектрів полягає в тому, що довжини хвиль (або частоти) лінійного спектра будь-якого засобу залежать тільки від властивостей атомів цієї речовини, але зовсім не залежать від способу збудження світіння атомів. Атоми будь-якого хімічного елемента дають спектр, не схожий на спектри всіх інших елементів: вони здатні випромінювати суворо-певний набір довжин хвиль.
На цьому заснований спектральний аналіз - метод визначення хімічного складу речовини за його спектру. Подібно відбиткам пальців у людей лінійчаті спектри мають неповторну індивідуальність. Неповторність візерунків на шкірі пальця допомагає часто знайти злочинця. Точно так само завдяки індивідуальності спектрів є можливість визначити хімічний склад тіла. За допомогою спектрального аналізу можна виявити даний елемент у складі складного речовини якщо навіть його маса не перевищує 10-10. Це дуже чутливий метод.
|
|
|
Кількісний аналіз складу речовини за його спектру утруднений, оскільки яскравість спектральних ліній залежить не тільки від маси речовини, але і від способу порушення світіння. Так, при низьких температурах багато спектральні лінії взагалі не з'являються. Однак при дотриманні стандартних умов порушення світіння можна проводити і кількісний спектральний аналіз.
В даний час визначені спектри всіх атомів і складені таблиці спектрів. За допомогою спектрального аналізу було відкрито багато нові елементи: рубідій, цезійта ін Елементам часто давали назви у відповідності з кольором найбільш інтенсивних ліній спектра. Рубідій дає темно-червоні, рубінові лінії. Слово цезій означає «небесно-блакитний». Це колір основних ліній спектра цезію.
Саме за допомогою спектрального аналізу дізналися хімічний склад Сонця і зірок. Інші методи аналізу тут взагалі неможливі. Виявилося, що зіркискладаються з тих же самих хімічних елементів, які є і на Землі. Цікаво, що гелій спочатку відкрили на Сонце і лише потім знайшли в атмосфері Землі. Назвацього елемента нагадує про історію його відкриття: слово гелій означає в перекладі «сонячний».
Завдяки порівняльній простоті й універсальності спектральний аналіз є основним методом контролю складу речовини в металургії, машинобудуванні, атомної індустрії. За допомогою спектрального аналізу визначають хімічний склад руд і мінералів.
Склад складних, головним чином органічних, сумішей аналізується за їх молекулярних спектрах.
Спектральний аналіз можна проводити не тільки за спектрами випускання, але і за спектрами поглинання. Саме лінії поглинання в спектрі Сонця і зірок дозволяють дослідити хімічний склад цих небесних тіл. Яскраво світиться поверхню Сонця - фотосфера - дає безперервний спектр. Сонячна атмосферапоглинає вибірково світло від фотосфери, що призводить до появи ліній поглинання на фоні безперервного спектру фотосфери.
Але й сама атмосфера Сонця випромінює світло. Під час сонячних затемнень, коли сонячний диск закритий Місяцем, відбувається звернення ліній спектра. На місці ліній поглинання в сонячному спектрі спалахують лінії випромінювання.
В астрофізиці під спектральним аналізом розуміють не тільки визначення хімічного складу зірок, газових хмар і т. д., але і знаходження по спектрах багатьох інших фізичних характеристик цих об'єктів: температури, тиску, швидкості руху, магнітної індукції.
|
|
|
Спектральні апарати
Для точного дослідження спектрів такі прості пристосування, як вузька щілина, що обмежує світловий пучок, і призма, вже недостатні. Необхідні прилади, що дають чіткий спектр, тобто прилади, добре розділяють хвилі різної довжини і не допускають перекриття окремих ділянок спектра. Такі прилади називають спектральними апаратами. Найчастіше основною частиною спектрального апарата є призма або дифракційна решітка.
Розглянемо схему пристрою призмового спектрального апарата. Досліджуване випромінювання надходить спочатку в частину приладу, звану коліматором. Коліматор представляє собою трубу, на одному кінці якої є ширма з вузькою щілиною, а на іншому - збирає лінза. Щілина знаходиться на фокусній відстані від лінзи. Тому розходиться світловий пучок, що потрапляє на лінзу з щілини, виходить з неї паралельним пучком і падає на призму.
Так як різним частотам відповідають різні показники заломлення, то з призми виходять паралельні пучки, що не збігаються за напрямком. Вони падають на лінзу. На фокусній відстані цієї лінзи розташовується екран - матове скло або фотопластинка. Лінза фокусує паралельні пучки променів на екрані, і замість одного зображення щілини виходить цілий ряд зображень. Кожній частоті (вузькому спектральному інтервалу) відповідає своє зображення. Всі ці зображення разом і утворюють спектр.
Описаний прилад називається спектрографом. Якщо замість другої лінзи і екрану використовується зорова труба для візуального спостереження спектрів, то прилад називається спектроскопом. Призми та інші деталі спектральних апаратів необов'язково виготовляються зі скла. Замість скла застосовуються і такі прозорі матеріали, як кварц, кам'яна сіль тощо.
Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 632; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!