Номер 5, страница 251 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Глава 3. Световые явления. Электромагнитные волны. Параграф 51. Типы оптических спектров. Ответь на вопросы - номер 5, страница 251.

Условие.

5. В чём заключается суть закона Кирхгофа, касающегося линейчатых спектров испускания и поглощения?

Решение.

Решение 2.

Закон Кирхгофа для теплового излучения, в применении к линейчатым спектрам, устанавливает фундаментальную связь между способностью вещества испускать и поглощать электромагнитное излучение. Суть этого закона заключается в следующем: любое вещество поглощает излучение на тех же длинах волн (частотах), на которых оно само способно испускать излучение при той же температуре.

Рассмотрим это на примере атомарных газов, которые имеют линейчатые спектры.

• Спектр испускания: Если разреженный газ нагреть до высокой температуры (или иным образом возбудить его атомы, например, электрическим разрядом), он начнет светиться. Если разложить этот свет с помощью призмы или дифракционной решетки, то на темном фоне будет виден набор отдельных ярких цветных линий. Это и есть линейчатый спектр испускания. Каждая линия соответствует фотону с определенной энергией $E = h\nu$, который испускается атомом при переходе электрона с более высокого энергетического уровня на более низкий. Набор этих линий уникален для каждого химического элемента.
• Спектр поглощения: Если же через этот же, но холодный (невозбужденный) газ пропустить свет от источника со сплошным спектром (например, от раскаленного твердого тела), то на фоне сплошного спектра появятся темные линии. Это линейчатый спектр поглощения. Атомы холодного газа поглощают из проходящего света фотоны только тех энергий (и, соответственно, частот), которые необходимы для перехода их электронов на более высокие энергетические уровни.

Закон Кирхгофа утверждает, что темные линии в спектре поглощения данного газа будут находиться в точности на тех же местах (на тех же длинах волн), где находятся яркие линии в его спектре испускания. Это явление также называют обращением спектральных линий. Таким образом, спектр поглощения является как бы негативом спектра испускания для одного и того же вещества.

Ответ: Суть закона Кирхгофа для линейчатых спектров состоит в том, что вещество в газообразном атомарном состоянии поглощает свет именно тех длин волн, которые оно само испускает в нагретом состоянии.

6*. Вопрос на изображении неполный ("Что такое спек-"). Предположим, полный вопрос звучит так: "Что такое спектральный анализ?".

Спектральный анализ — это совокупность методов физического исследования, используемых для определения качественного и количественного состава вещества, а также его структуры и свойств, основанных на изучении его спектров. В основе метода лежит тот факт, что каждый атом, ион или молекула обладает уникальным, характерным только для него спектром испускания или поглощения. Этот спектр служит своего рода "отпечатком пальца" для данного вещества.

Существуют два основных вида спектрального анализа:

1. Эмиссионный (испускательный) спектральный анализ. Исследуемое вещество переводят в состояние возбужденных атомов или ионов (например, нагревая в пламени, электрической дуге или искре). Возбужденные частицы испускают свет, который затем раскладывается в спектр с помощью прибора — спектроскопа или спектрографа. По наличию и расположению спектральных линий в полученном спектре испускания определяют, какие химические элементы содержатся в образце (качественный анализ). По интенсивности (яркости) этих линий можно судить о концентрации элемента в веществе (количественный анализ).
2. Абсорбционный (поглощательный) спектральный анализ. Через исследуемое вещество (обычно в виде газа, пара или раствора) пропускают свет от источника со сплошным спектром. Атомы или молекулы вещества поглощают свет на определенных, характерных для них длинах волн. В результате в сплошном спектре появляются темные линии или полосы поглощения. Анализируя положение и интенсивность этих линий, делают выводы о составе и концентрации вещества.

Спектральный анализ является одним из самых чувствительных и точных методов анализа. Он широко применяется в астрофизике (для определения химического состава звезд, планет и межзвездного газа), химии, металлургии, геологии, криминалистике, медицине и для контроля за состоянием окружающей среды.

Ответ: Спектральный анализ — это метод определения состава и свойств вещества путем изучения его спектров испускания или поглощения, которые уникальны для каждого химического элемента и соединения.