Номер 4, страница 223 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 5. Элементы квантовой физики. Параграф 53. Спектры испускания и поглощения - номер 4, страница 223.

Условие.

4. Для чего используется метод спектрального анализа? Какие открытия были сделаны с помощью этого метода?

Решение.

Для чего используется метод спектрального анализа?
Метод спектрального анализа — это физический метод качественного и количественного определения состава вещества, основанный на изучении его спектров (спектров испускания, поглощения, отражения или люминесценции). Основа метода заключается в том, что атомы каждого химического элемента имеют уникальный, характерный только для них спектр. Этот спектр состоит из набора отдельных линий на определённых длинах волн и служит своеобразным "отпечатком пальца" элемента, что позволяет однозначно его идентифицировать.
Благодаря высокой чувствительности и точности, спектральный анализ применяется в самых разных областях:
- В астрофизике для определения химического состава, температуры, давления и скорости движения звезд, планет и галактик.
- В промышленности и металлургии для контроля состава сплавов, руд и готовой продукции.
- В химии для анализа чистоты веществ и установления структуры молекул.
- В геологии при поиске и разведке полезных ископаемых.
- В экологии для мониторинга загрязнения окружающей среды (воздуха, воды, почвы).
- В криминалистике для анализа микрочастиц веществ, найденных в качестве улик.
Ответ: Метод спектрального анализа используется для определения химического состава вещества по его уникальному спектру. Он позволяет установить, из каких элементов состоит вещество (качественный анализ) и каково их процентное содержание (количественный анализ).

Какие открытия были сделаны с помощью этого метода?
С помощью спектрального анализа был сделан ряд фундаментальных научных открытий, которые кардинально изменили представления человека о мире:
1. Открытие новых химических элементов. Создатели метода Густав Кирхгоф и Роберт Бунзен в 1860–1861 годах открыли цезий и рубидий. Позже были открыты таллий, индий, галлий и другие. Самым знаменитым открытием стало обнаружение гелия — сначала в 1868 году в спектре Солнца, и лишь спустя почти 30 лет на Земле.
2. Определение химического состава Солнца и звезд. До этого метода состав небесных тел был полной загадкой. Спектральный анализ показал, что Солнце и звезды состоят из тех же химических элементов, что и Земля, положив начало астрофизике как науке.
3. Доказательство расширения Вселенной. Американский астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что линии в спектрах далеких галактик смещены в красную сторону (красное смещение). Это явление было истолковано как эффект Доплера, указывающий на то, что галактики удаляются от нас, причем со скоростью, пропорциональной расстоянию до них. Это открытие стало основой теории Большого взрыва.
4. Создание квантовой теории строения атома. Дискретный (линейчатый) характер атомных спектров был одним из ключевых доказательств того, что энергия электрона в атоме квантована, то есть он может находиться только на определённых энергетических уровнях. Это легло в основу модели атома Бора и дальнейшего развития квантовой механики.
Ответ: С помощью спектрального анализа были открыты новые химические элементы (например, гелий, цезий, рубидий), определен химический состав Солнца и других звезд, доказано расширение Вселенной (через красное смещение) и создана экспериментальная основа для квантовой теории строения атома.