Номер 2, страница 68 - гдз по физике 9 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 3. Световые явления. Электромагнитные волны. Самостоятельные работы. СР-51. Типы оптических спектров. Вариант 1 - номер 2, страница 68.

Условие.

2. Какой вид спектра можно наблюдать, если в качестве источника света использовать светящиеся газы малой плотности?

Решение.

Если в качестве источника света использовать светящиеся газы малой плотности, например, разреженные атомарные газы, то можно наблюдать линейчатый спектр излучения.

Этот вид спектра возникает из-за особенностей строения атомов и их взаимодействия со светом. В газах малой плотности атомы находятся на большом расстоянии друг от друга и практически не взаимодействуют между собой. Каждый атом может излучать и поглощать свет только на строго определённых длинах волн (или частотах), что соответствует переходам электронов между дискретными энергетическими уровнями.

Когда газ нагревают или пропускают через него электрический разряд, его атомы возбуждаются — их электроны переходят на более высокие энергетические уровни. Затем, возвращаясь в основное или менее возбужденное состояние, электроны излучают кванты света — фотоны. Энергия каждого фотона $\text{E}$ равна разности энергий уровней $E_k$ и $E_n$, между которыми происходит переход: $E = E_k - E_n$.

Энергия фотона связана с частотой $\nu$ и длиной волны $\lambda$ излучения по формуле Планка: $E = h\nu = \frac{hc}{\lambda}$, где $\text{h}$ — постоянная Планка, а $\text{c}$ — скорость света. Так как для каждого химического элемента набор энергетических уровней уникален, то и спектр, состоящий из набора частот излучения, будет строго индивидуальным.

Визуально такой спектр представляет собой набор отдельных ярких цветных линий на тёмном фоне. Каждая линия соответствует определённой длине волны света, излучаемого атомами газа. Совокупность этих линий является "отпечатком пальца" химического элемента, что позволяет однозначно идентифицировать вещество с помощью спектрального анализа.

Ответ: Можно наблюдать линейчатый спектр излучения.