Страница 252 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вспомните, как называется излучение, содержащее волны только одной длины волны.

Излучение, которое содержит электромагнитные волны только одной строго определенной длины волны (и, следовательно, одной частоты), называется монохроматическим.

Этот термин происходит от двух греческих слов: "моно" (μόνος), что переводится как "один", и "хрома" (χρῶμα), означающего "цвет". Таким образом, дословный перевод — "одноцветный". Когда монохроматическое излучение находится в видимой части спектра, человеческий глаз воспринимает его как чистый, насыщенный цвет (например, строго красный, зеленый или синий без примесей других оттенков).

Важно отметить, что идеально монохроматическое излучение является физической идеализацией. В реальности любое излучение имеет некоторую конечную ширину спектральной линии, то есть представляет собой очень узкий диапазон длин волн. Однако, если этот диапазон крайне мал, излучение считают практически монохроматическим. Наиболее известным и распространенным источником такого излучения является лазер.

Ответ: монохроматическое излучение.

Подумайте, как можно установить сложный состав исследуемого вещества.

Чтобы установить сложный состав исследуемого вещества, то есть доказать, что оно является химическим соединением, и определить его формулу, необходимо провести комплексное исследование, включающее несколько ключевых этапов.

1. Доказательство сложности вещества
Первоочередная задача — доказать, что вещество является сложным, а не простым или смесью. Сложное вещество можно разложить на два или более новых, более простых вещества. Для этого применяют реакции разложения:
- Нагревание (термическое разложение): Например, оксид ртути(II) ($HgO$) при нагревании даёт два простых вещества — ртуть ($Hg$) и кислород ($O_2$), что доказывает его сложный состав. Реакция: $2HgO \rightarrow 2Hg + O_2$.
- Действие электрического тока (электролиз): Классический пример — разложение воды ($H_2O$) на водород ($H_2$) и кислород ($O_2$).
- Действие света (фотолиз): Некоторые вещества, как бромид серебра ($AgBr$), разлагаются на свету.
Если из одного исходного вещества получается несколько других, то оно является сложным.

Ответ: Чтобы доказать, что вещество является сложным, нужно провести реакцию его разложения (например, нагреванием) и показать, что образуется несколько новых веществ.

2. Определение качественного состава (из чего состоит?)
Этот этап, называемый качественным анализом, отвечает на вопрос: «Атомы каких химических элементов входят в состав вещества?».
Для этого используют:
- Химические методы: Проведение характерных реакций. Например, для неорганических солей это могут быть реакции на катионы и анионы. Присутствие иона натрия ($Na^+$) можно определить по ярко-желтому окрашиванию пламени, а наличие хлорид-иона ($Cl^-$) — по выпадению белого творожистого осадка ($AgCl$) при добавлении раствора нитрата серебра. Для органических веществ проводят пробу на сжигание: образование углекислого газа ($CO_2$) говорит о наличии углерода, а воды ($H_2O$) — о наличии водорода.
- Инструментальные методы: Спектральный анализ является одним из самых точных методов. Каждому элементу соответствует уникальный линейчатый спектр, который служит его «отпечатком пальца». Это позволяет однозначно определить элементный состав образца.

Ответ: Качественный состав определяют с помощью характерных химических реакций, по цвету пламени, а также с помощью высокоточных инструментальных методов, например, спектрального анализа.

3. Определение количественного состава (в каких соотношениях?)
Количественный анализ устанавливает массовые доли элементов в веществе, что позволяет вывести его химическую формулу. Основные методы:
- Гравиметрия (весовой анализ): Метод основан на точном взвешивании. Например, искомый элемент осаждают из раствора в виде нерастворимого соединения с известной формулой. По массе полученного осадка рассчитывают массу и массовую долю элемента в исходном веществе.
- Титриметрия (объёмный анализ): Основан на измерении объёма раствора реагента с точно известной концентрацией, который потребовался для полной реакции с анализируемым веществом.
- Элементный анализ: Чаще всего применяется для органических соединений. Точно взвешенную пробу вещества сжигают и по массе полученных продуктов (например, $CO_2$ и $H_2O$) вычисляют содержание углерода и водорода.
Результаты количественного анализа позволяют найти простейшую (эмпирическую) формулу. Для определения истинной (молекулярной) формулы дополнительно находят молярную массу вещества (например, методом масс-спектрометрии).

Ответ: Количественный состав (массовые доли элементов) находят методами гравиметрии, титриметрии или элементного анализа. Это позволяет рассчитать химическую формулу вещества.