Номер 3, страница 158, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 11. Квантовые явления. Параграф 100. Модели строения атома. Опыт Резерфорда. Повторим изученное - номер 3, страница 158.

Условие.

• Что представляют собой линейчатые спектры испускания и поглощения?

Решение.

Линейчатые спектры испускания

Линейчатый спектр испускания (или эмиссионный спектр) — это набор отдельных ярких цветных линий на темном фоне. Такой спектр возникает при разложении света, испускаемого веществом, находящимся в атомарном газообразном состоянии (например, разреженный газ или пар), когда его атомы возбуждены. Возбуждение может быть вызвано нагреванием, электрическим разрядом или другим внешним воздействием.

В возбужденном состоянии электроны в атомах переходят на более высокие энергетические уровни. Затем они спонтанно возвращаются на свои исходные, более низкие уровни, излучая при этом кванты света — фотоны. Энергия каждого фотона $\text{E}$ строго определена и равна разности энергий уровней $\Delta E = E_{n} - E_{m}$, между которыми происходит переход электрона. Эта энергия связана с частотой излучения $\nu$ формулой Планка: $E = h\nu$, где $\text{h}$ — постоянная Планка. Поскольку набор возможных энергетических уровней для атомов каждого химического элемента уникален, то и набор частот (и соответствующих им длин волн) излучаемого света также уникален. Поэтому линейчатый спектр испускания является своего рода «отпечатком пальца» химического элемента, позволяющим однозначно его идентифицировать.

Ответ: Линейчатый спектр испускания — это спектр, состоящий из отдельных ярких линий на темном фоне, который создается светом, испускаемым возбужденными атомами вещества в газообразном состоянии. Каждая линия соответствует определенной длине волны света, излучаемой при переходе электрона с более высокого энергетического уровня на более низкий.

Линейчатые спектры поглощения

Линейчатый спектр поглощения (или абсорбционный спектр) — это сплошной спектр (похожий на радугу), на который наложены темные линии. Он образуется, когда свет со сплошным спектром (например, свет от Солнца или от лампы накаливания) проходит через холодное, невозбужденное вещество, чаще всего газ.

Атомы холодного газа способны поглощать из проходящего света фотоны, но только те, энергия которых в точности равна энергии, необходимой для перехода электрона с одного из нижних энергетических уровней на один из верхних свободных уровней. После поглощения фотона атом переходит в возбужденное состояние. Таким образом, из сплошного спектра проходящего света «изымаются» фотоны строго определенных частот. Когда свет, прошедший через газ, раскладывается в спектр с помощью призмы или дифракционной решетки, на месте этих поглощенных частот видны темные линии. Важно отметить, что темные линии в спектре поглощения любого вещества находятся на тех же самых длинах волн, где наблюдаются яркие линии в его спектре испускания.

Ответ: Линейчатый спектр поглощения — это сплошной спектр, пересеченный темными линиями, который возникает, когда свет от источника со сплошным спектром проходит через более холодное вещество. Темные линии появляются на тех длинах волн, которые поглощаются атомами вещества при переходе их электронов с низких энергетических уровней на высокие.