Πώς παράγονται τα φάσματα φωτεινού φωτός των στοιχείων;
1. διέγερση: Τα άτομα ενός στοιχείου είναι ενθουσιασμένα παρέχοντάς τους ενέργεια. Αυτό μπορεί να γίνει με διάφορους τρόπους:
- Θέρμανση: Περνώντας ένα ηλεκτρικό ρεύμα μέσω αερίου ή χρησιμοποιώντας μια φλόγα.
- Ηλεκτρική εκκένωση: Περνώντας ηλεκτρική ενέργεια μέσω αερίου σε χαμηλή πίεση.
- βομβαρδισμός με ηλεκτρόνια: Χρησιμοποιώντας μια δέσμη ηλεκτρονίων για να ενεργοποιήσετε τα άτομα.
2. Όταν τα άτομα απορροφούν την ενέργεια, τα ηλεκτρόνια τους πηδούν σε υψηλότερα επίπεδα ενέργειας, μετακινούνται από την κατάσταση του εδάφους τους σε μια διεγερμένη κατάσταση. Πρόκειται για προσωρινή κατάσταση. Τα ηλεκτρόνια τελικά θα θέλουν να επιστρέψουν στα χαμηλότερα επίπεδα ενέργειας τους.
3. εκπομπή: Καθώς τα ηλεκτρόνια επιστρέφουν στην κατάσταση του εδάφους τους, απελευθερώνουν την απορροφημένη ενέργεια ως φως. Αυτό το φως εκπέμπεται σε συγκεκριμένα μήκη κύματος (χρώματα) που αντιστοιχούν στις ενεργειακές διαφορές μεταξύ της διεγερμένης κατάστασης και της κατάστασης εδάφους.
4. φάσμα: Το εκπεμπόμενο φως διέρχεται μέσω ενός φασματοσκοπίου, το οποίο χωρίζει τα διαφορετικά μήκη κύματος (χρώματα) του φωτός. Το αποτέλεσμα είναι ένα φάσμα φωτεινής γραμμής , όπου κάθε γραμμή αντιπροσωπεύει ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος φωτός που εκπέμπεται από το στοιχείο.
Βασικά σημεία:
* Μοναδική για κάθε στοιχείο: Κάθε στοιχείο έχει ένα μοναδικό σύνολο ενεργειακών επιπέδων και επομένως ένα μοναδικό φάσμα φωτεινού γραμμής. Αυτό χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό στοιχείων.
* Κοσβατικά επίπεδα ενέργειας: Τα επίπεδα ενέργειας των ηλεκτρονίων στα άτομα κβαντοποιήθηκαν, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να υπάρχουν μόνο σε συγκεκριμένα διακριτά επίπεδα ενέργειας. Αυτό εξηγεί γιατί βλέπουμε συγκεκριμένες γραμμές στο φάσμα και όχι σε ένα συνεχές φάσμα.
* Εφαρμογές: Η φασματοσκοπία ατομικής εκπομπής χρησιμοποιείται σε διάφορα πεδία, όπως:
* Αναλυτική χημεία: Προσδιορισμός και ποσοτικοποίηση στοιχείων σε δείγματα.
* Αστρονομία: Προσδιορισμός της σύνθεσης των αστεριών και άλλων ουράνιων αντικειμένων.
* Ιατροδικαστική επιστήμη: Ανάλυση στοιχείων για την παρουσία συγκεκριμένων στοιχείων.
Παράδειγμα:
Όταν θερμαίνετε ένα άλας νατρίου σε μια φλόγα, θα δείτε ένα λαμπερό κίτρινο φως. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα διεγερμένα άτομα νατρίου απελευθερώνουν ενέργεια ως κίτρινο φως όταν τα ηλεκτρόνια τους επιστρέφουν στην κατάσταση του εδάφους τους.
Συνοπτικά: Τα φωτεινά φάσματα γραμμής των στοιχείων παράγονται όταν τα διεγερμένα άτομα απελευθερώνουν ενέργεια με τη μορφή συγκεκριμένων μήκους κύματος φωτός καθώς τα ηλεκτρόνια τους επιστρέφουν στην κατάσταση του εδάφους τους. Αυτή η μοναδική φασματική υπογραφή χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό και την ανάλυση στοιχείων.
