Номер 2, страница 151, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 11. Квантовые явления. Параграф 98. Излучение и спектры. Повторим изученное - номер 2, страница 151.

Условие.

• Что такое спектр?

Решение.

Что такое спектр?

Спектр (от лат. spectrum — «видение», «призрак») — это распределение значений некоторой физической величины (например, энергии, частоты, массы) по её возможным значениям. В самом общем смысле, это способ представления сложного сигнала или явления в виде набора его простых составляющих.

Чаще всего под спектром понимают электромагнитный спектр, в частности оптический спектр — распределение интенсивности электромагнитного излучения по длинам волн $λ$ или частотам $ν$. Эти величины связаны соотношением $c = λν$, где $\text{c}$ — скорость света. Видимый свет, который человеческий глаз воспринимает как белый, на самом деле является смесью волн разной длины. Когда такой свет проходит через диспергирующий элемент, такой как призма или дифракционная решётка, он раскладывается на составляющие его цвета — от красного (наибольшая длина волны) до фиолетового (наименьшая длина волны). Эта цветная полоса и называется видимым спектром.

Существует несколько основных типов оптических спектров:

1. Сплошной (непрерывный) спектр. Выглядит как непрерывная цветная полоса, в которой все цвета плавно переходят друг в друга. Такой спектр излучают нагретые твёрдые тела, жидкости и плотные газы. Пример: спектр света от лампы накаливания или внутренние части звёзд.

2. Линейчатый спектр испускания (эмиссионный). Состоит из отдельных, чётко разделённых ярких цветных линий на тёмном фоне. Такой спектр излучают разреженные газы и пары в атомарном состоянии при сильном нагреве или в электрическом разряде. Каждый химический элемент имеет свой уникальный, неповторимый линейчатый спектр, что позволяет проводить спектральный анализ — определять химический состав веществ.

3. Спектр поглощения (абсорбционный). Получается, когда свет от источника сплошного спектра проходит через более холодное вещество (например, газ). На фоне сплошного спектра появляются тёмные линии или полосы в тех местах, где находились бы яркие линии спектра испускания этого же вещества. Атомы и молекулы холодного вещества поглощают свет на тех же самых частотах, на которых они его излучают в нагретом состоянии. Спектр Солнца, испещрённый тёмными фраунгоферовыми линиями, является классическим примером спектра поглощения.

4. Полосчатый спектр. Состоит не из отдельных линий, а из широких полос, разделённых тёмными промежутками. Каждая полоса, при большом разрешении спектрального прибора, оказывается совокупностью близко расположенных линий. Такой спектр создают не свободные атомы, а связанные в молекулы.

Понятие спектра применяется не только в оптике. Существуют также акустические спектры (распределение интенсивности звука по частотам), массовые спектры (распределение ионов по их отношению массы к заряду в масс-спектрометрии) и многие другие, что делает спектр фундаментальным понятием в физике и других науках.

Ответ: Спектр — это совокупность значений, которые принимает некоторая физическая величина, характеризующая систему или процесс, чаще всего — распределение энергии или интенсивности излучения по частотам или длинам волн. Оптический спектр представляет собой "радугу" цветов, получаемую при разложении света, и является уникальной характеристикой ("отпечатком пальца") вещества. Анализ спектров позволяет определять химический состав, температуру, давление и скорость движения объектов, например, далёких звёзд и галактик.