Номер 6, страница 216 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 8. Элементы квантовой физики. Параграф 42. Непрерывный и линейчатый спектры. Вопросы - номер 6, страница 216.

Условие.

6. Что такое спектр поглощения? Как можно его получить?

Решение.

Что такое спектр поглощения?

Спектр поглощения — это спектр, который образуется при прохождении электромагнитного излучения с непрерывным спектром через вещество. Атомы или молекулы этого вещества избирательно поглощают излучение на определённых частотах (или длинах волн), что приводит к появлению тёмных линий или полос на фоне сплошного спектра.

Возникновение этих линий объясняется квантовой природой вещества. Атом может поглотить фотон и перейти из основного состояния в возбуждённое только в том случае, если энергия фотона $\text{E}$ в точности равна разности энергий между двумя его энергетическими уровнями: $\Delta E = E_2 - E_1$. Энергия фотона связана с частотой излучения $\nu$ и постоянной Планка $\text{h}$ соотношением $E = h\nu$. Таким образом, поглощаются только фотоны с определёнными, характерными для данного химического элемента частотами.

Согласно закону Кирхгофа, вещество поглощает излучение на тех же длинах волн, на которых оно его испускает, будучи нагретым. Поэтому линейчатый спектр поглощения холодного газа является обратным (негативным) его линейчатому спектру испускания.

Ответ: Спектр поглощения — это сплошной спектр, на котором видны тёмные линии, соответствующие тем частотам излучения, которые были поглощены атомами или молекулами исследуемого вещества.

Как можно его получить?

Для получения спектра поглощения необходимо выполнить следующую последовательность действий:

1. Взять источник, излучающий свет с непрерывным (сплошным) спектром. Примерами таких источников являются нить лампы накаливания, Солнце или любая другая звезда.

2. Пропустить свет от этого источника через исследуемое вещество. Вещество должно находиться в таком состоянии, чтобы его атомы или молекулы были относительно холодными и могли поглощать свет (например, холодный газ, пар или раствор).

3. Направить свет, прошедший через вещество, на спектральный прибор (например, спектроскоп или спектрограф).

4. В спектральном приборе свет с помощью диспергирующего элемента (призмы или дифракционной решётки) разлагается на составляющие его частоты (цвета).

5. Полученный спектр наблюдают на экране, фиксируют на фотопластинке или с помощью цифрового детектора. В результате на фоне радужной полосы сплошного спектра будут видны тёмные линии (линии поглощения) в тех местах, где свет был поглощён веществом.

Ответ: Чтобы получить спектр поглощения, нужно пропустить свет от источника с непрерывным спектром через анализируемое холодное вещество, а затем разложить прошедший свет в спектр с помощью призмы или дифракционной решётки и зарегистрировать результат.