Номер 5, страница 253 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

5. Какие операции нужно проделать с крупицей вещества, чтобы узнать её химический состав при помощи спектрального анализа?

Для того чтобы узнать химический состав крупицы вещества при помощи спектрального анализа, необходимо последовательно выполнить несколько ключевых операций.

Сначала исследуемое вещество нужно перевести в состояние атомарного пара и возбудить его атомы. Это достигается путем сильного нагрева образца. Крупицу вещества помещают в источник высокой температуры — например, в пламя горелки, в электрическую дугу или искровой разряд. При температуре в несколько тысяч градусов Цельсия вещество испаряется, а его молекулы распадаются на отдельные атомы. Эти атомы поглощают энергию извне (от пламени или разряда) и переходят в возбужденное состояние.

Далее необходимо получить и разложить в спектр свет, который излучают возбужденные атомы. Возвращаясь в свое обычное, устойчивое состояние, атомы испускают избыток энергии в виде света. Причем каждый химический элемент испускает свет только строго определенных длин волн, что создает его уникальный "световой отпечаток". Этот свет направляют на спектральный прибор (спектроскоп или спектрограф). Внутри прибора свет проходит через диспергирующий элемент — стеклянную призму или дифракционную решетку. Эти элементы разлагают сложный пучок света на его составляющие, создавая спектр. Для атомарных газов это будет линейчатый спектр — набор отдельных ярких цветных линий на темном фоне.

Наконец, полученный спектр необходимо проанализировать. Каждому химическому элементу соответствует своя, неповторимая система спектральных линий. Сравнивая положение линий в полученном спектре с эталонными спектрами известных элементов (которые содержатся в специальных таблицах и атласах), можно точно определить, какие элементы присутствуют в исследуемом образце. По яркости спектральных линий можно также сделать вывод о количественном содержании элемента в веществе.

Ответ: Чтобы определить химический состав крупицы вещества с помощью спектрального анализа, ее необходимо поместить в источник высокой температуры (например, пламя) для испарения и возбуждения атомов до состояния свечения. Затем испускаемый свет нужно пропустить через спектральный прибор (например, с призмой), чтобы разложить его в спектр. Наконец, полученный линейчатый спектр сравнивают с известными спектрами химических элементов для их идентификации.