Номер 3, страница 223 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 5. Элементы квантовой физики. Параграф 53. Спектры испускания и поглощения - номер 3, страница 223.

Условие.

3. Чем различаются линейчатые спектры испускания и поглощения?

Решение.

Линейчатые спектры испускания и поглощения различаются как по внешнему виду, так и по механизму их образования, хотя они и описывают одни и те же квантовые переходы в атомах.

Спектр испускания (эмиссионный) образуется, когда атомы вещества находятся в возбужденном состоянии (например, при нагревании газа). Электроны в этих атомах переходят с более высоких энергетических уровней на более низкие, излучая при этом фотоны строго определенных энергий, а значит, и определенных частот ($ \nu $) и длин волн ($ \lambda $). Энергия фотона равна разности энергий уровней: $ E_{фотона} = h\nu = E_m - E_n $. Визуально спектр испускания представляет собой набор отдельных ярких цветных линий на темном фоне.

Спектр поглощения (абсорбционный) возникает, когда свет с непрерывным спектром (например, свет от звезды или лампы накаливания) проходит через холодное, невозбужденное вещество (обычно газ). Атомы этого вещества поглощают из проходящего света фотоны только тех энергий, которые необходимы для перехода их электронов с низких энергетических уровней на более высокие ($ E_n + h\nu = E_m $). В результате на фоне сплошного радужного спектра появляются темные линии в тех местах, где свет был поглощен.

Таким образом, ключевые различия сводятся к следующему:

1. Внешний вид: Спектр испускания — это яркие линии на темном фоне. Спектр поглощения — это темные линии на сплошном цветном (радужном) фоне.

2. Условия возникновения: Спектр испускания создается самим светящимся (возбужденным, горячим) веществом. Спектр поглощения создается холодным веществом, которое просвечивается источником сплошного спектра.

3. Физический процесс: Испускание — это результат перехода атома из возбужденного состояния в основное или менее возбужденное с излучением кванта света. Поглощение — это обратный процесс, переход атома в возбужденное состояние за счет поглощения кванта света.

Важно отметить, что для одного и того же химического элемента темные линии в его спектре поглощения находятся в точности на тех же длинах волн, что и яркие линии в его спектре испускания. По сути, спектр поглощения является "негативом" спектра испускания.

Ответ: Линейчатые спектры испускания и поглощения различаются, в первую очередь, своим внешним видом и условиями образования. Спектр испускания состоит из ярких линий на темном фоне и создается возбужденными атомами, которые излучают свет. Спектр поглощения состоит из темных линий на сплошном радужном фоне и образуется, когда холодное вещество поглощает свет определенных частот из проходящего через него излучения. Несмотря на различия, положение линий (их частоты) для одного и того же вещества в обоих спектрах совпадают, так как они определяются одними и теми же возможными энергетическими переходами в атомах.