ostalo

Prezentacija "Spektri. Spektralna analiza

06.12.2023

Slajd 1

Slajd 2

Sadržaj Vrste zračenja Izvori svjetlosti Spektri Spektralni uređaji Vrste spektara Spektralna analiza

Slajd 3

Vrste zračenja Toplinsko zračenje Elektroluminiscencija Kemiluminiscencija Fotoluminiscencija Sadržaj

Slajd 4

Toplinsko zračenje Najjednostavnija i najčešća vrsta zračenja je toplinsko zračenje, kod kojeg se energija koju atomi izgube radi emitiranja svjetlosti nadoknađuje energijom toplinskog gibanja atoma (ili molekula) tijela koje emitira. Što je viša temperatura tijela, atomi se brže kreću. Kada se brzi atomi (ili molekule) sudare jedan s drugim, dio njihove kinetičke energije pretvara se u energiju pobude atoma, koji zatim emitiraju svjetlost. Toplinski izvor zračenja je Sunce, kao i obična žarulja sa žarnom niti. Svjetiljka je vrlo prikladan, ali jeftin izvor. Samo oko 12% ukupne energije koju električna struja oslobodi u žarnoj niti žarulje pretvara se u svjetlosnu energiju. Konačno, toplinski izvor svjetlosti je plamen. Zrnca čađe (čestice goriva koje nisu imale vremena sagorjeti) zagrijavaju se zbog energije koja se oslobađa tijekom izgaranja goriva i emitiraju svjetlost. Vrste zračenja

Slajd 5

Elektroluminiscencija Energija potrebna atomima za emitiranje svjetlosti također se može dobiti iz izvora koji nisu toplinski. Tijekom pražnjenja u plinovima, električno polje prenosi veću kinetičku energiju elektronima. Brzi elektroni doživljavaju neelastične sudare s atomima. Dio kinetičke energije elektrona odlazi na pobuđivanje atoma. Pobuđeni atomi oslobađaju energiju u obliku svjetlosnih valova. Zbog toga je pražnjenje u plinu popraćeno sjajem. Ovo je elektroluminiscencija. Polarna svjetlost je manifestacija elektroluminiscencije. Struje nabijenih čestica koje emitira Sunce hvata Zemljino magnetsko polje. Oni pobuđuju atome u gornjim slojevima atmosfere na Zemljinim magnetskim polovima, uzrokujući sjaj tih slojeva. Elektroluminiscencija se koristi u reklamnim cijevima. Vrste zračenja

Slajd 6

Kemiluminiscencija U nekim kemijskim reakcijama koje oslobađaju energiju, dio te energije se izravno troši na emisiju svjetlosti. Izvor svjetlosti ostaje hladan (na temperaturi je okoline). Ova pojava se naziva kemiluminiscencija. Ljeti u šumi noću možete vidjeti kukca krijesnicu. Na njegovom tijelu "gori" mala zelena "svjetiljka". Nećete opeći prste hvatajući krijesnicu. Svjetleća točka na leđima ima gotovo istu temperaturu kao okolni zrak. Svojstvo svijetljenja imaju i drugi živi organizmi: bakterije, insekti i mnoge ribe koje žive na velikim dubinama. Komadići trulog drveta često svijetle u mraku. Vrste zračenja Sadržaj

Slajd 7

Fotoluminiscencija Svjetlost koja pada na tvar djelomično se reflektira, a djelomično apsorbira. Energija apsorbirane svjetlosti u većini slučajeva uzrokuje samo zagrijavanje tijela. Međutim, neka tijela sama počinju svijetliti izravno pod utjecajem zračenja koje pada na njih. Ovo je fotoluminiscencija. Svjetlost pobuđuje atome tvari (povećava njihovu unutarnju energiju), a nakon toga se i sami osvjetljavaju. Na primjer, svjetleće boje koje prekrivaju mnoge ukrase za božićno drvce emitiraju svjetlost nakon zračenja. Svjetlost emitirana tijekom fotoluminiscencije u pravilu ima dužu valnu duljinu od svjetlosti koja pobuđuje sjaj. To se može promatrati eksperimentalno. Usmjerite li zraku svjetlosti propuštenu kroz ljubičasti filtar na posudu s fluoresceinom (organska boja), tekućina počinje svijetliti zeleno-žutom svjetlošću, tj. svjetlom veće valne duljine od ljubičaste svjetlosti. Fenomen fotoluminiscencije naširoko se koristi u fluorescentnim svjetiljkama. Sovjetski fizičar S. I. Vavilov predložio je prekrivanje unutarnje površine cijevi za pražnjenje tvarima koje mogu jarko svijetliti pod djelovanjem kratkovalnog zračenja iz plinskog pražnjenja. Fluorescentne žarulje su otprilike tri do četiri puta ekonomičnije od konvencionalnih žarulja sa žarnom niti. Sadržaj

Slajd 8

Izvori svjetlosti Izvor svjetlosti mora trošiti energiju. Svjetlost su elektromagnetski valovi valne duljine 4×10-7-8×10-7 m. Elektromagnetski valovi emitiraju se ubrzanim kretanjem nabijenih čestica. Ove nabijene čestice dio su atoma koji čine materiju. Ali bez poznavanja strukture atoma ništa se pouzdano ne može reći o mehanizmu zračenja. Jasno je samo da unutar atoma nema svjetla, kao što nema zvuka u žici klavira. Poput žice koja počinje zvučati tek nakon što je udari čekić, atomi rađaju svjetlost tek nakon što su pobuđeni. Da bi atom počeo zračiti, treba prenijeti određenu količinu energije. Pri emitiranju atom gubi primljenu energiju, a za kontinuirani sjaj tvari neophodan je dotok energije njezinim atomima izvana. Sadržaj

Slajd 9

Spektralni uređaji Za točno proučavanje spektra više nisu dovoljni jednostavni uređaji kao što su uski prorez koji ograničava svjetlosni snop i prizma. Potrebni su uređaji koji daju jasan spektar, odnosno uređaji koji dobro razdvajaju valove različitih duljina i ne dopuštaju (ili gotovo ne dopuštaju) preklapanje pojedinih dijelova spektra. Takvi uređaji nazivaju se spektralni uređaji. Najčešće je glavni dio spektralnog aparata prizma ili difrakcijska rešetka. Razmotrimo dijagram dizajna spektralnog aparata s prizmom (slika 46). Zračenje koje se proučava prvo ulazi u dio uređaja koji se naziva kolimator. Kolimator je cijev na čijem se jednom kraju nalazi zaslon s uskim prorezom, a na drugom kraju je sabirna leća L1. Sadržaj

Slajd 10

Prorez je na žarišnoj duljini leće. Stoga divergentna zraka svjetlosti koja pada na leću iz proreza izlazi iz nje kao paralelna zraka i pada na prizmu P. Budući da različitim frekvencijama odgovaraju različiti indeksi loma, iz prizme izlaze paralelne zrake koje se ne podudaraju u smjeru. Padaju na leću L2. Na žarišnoj duljini ovog objektiva nalazi se zaslon - matirano staklo ili fotografska ploča. Leća L2 fokusira paralelne snopove zraka na ekranu, te se umjesto jedne slike proreza dobiva cijeli niz slika. Svaka frekvencija (točnije uski spektralni interval) ima svoju sliku. Sve te slike zajedno čine spektar. Opisani uređaj naziva se spektrograf. Ako se umjesto druge leće i zaslona za vizualno promatranje spektra koristi teleskop, tada se uređaj naziva spektroskop. Prizme i drugi dijelovi spektralnih uređaja nisu nužno izrađeni od stakla. Umjesto stakla koriste se i prozirni materijali poput kvarca, kamene soli itd

Slajd 11

Spektri Prema prirodi raspodjele vrijednosti fizikalnih veličina spektri mogu biti diskretni (linijski), kontinuirani (čvrsti), a također predstavljaju kombinaciju (superpoziciju) diskretnih i kontinuiranih spektara. Primjeri linijskih spektara uključuju masene spektre i spektre vezano-vezanih elektronskih prijelaza atoma; primjeri kontinuiranih spektara su spektar elektromagnetskog zračenja zagrijanog krutog tijela i spektar slobodnih elektronskih prijelaza atoma; primjeri kombiniranih spektara su spektri emisije zvijezda, gdje su kromosferske apsorpcijske linije ili većina zvučnih spektara superponirani na kontinuirani spektar fotosfere. Još jedan kriterij za tipiziranje spektara su fizički procesi koji leže u njihovoj proizvodnji. Dakle, prema vrsti međudjelovanja zračenja s tvari spektri se dijele na emisijske (emisijski spektri), adsorpcijske (apsorpcijski spektri) i spektre raspršenja. Sadržaj

Slajd 12

Slajd 13

Kontinuirani spektri Sunčev spektar ili spektar lučne svjetiljke je kontinuiran. To znači da spektar sadrži valove svih valnih duljina. U spektru nema prekida, a na ekranu spektrografa se vidi kontinuirana raznobojna traka (slika V, 1). Riža. V Spektri emisije: 1 - kontinuirani; 2 - natrij; 3 - vodik; 4-helij. Apsorpcijski spektri: 5 - solarni; 6 - natrij; 7 - vodik; 8 - helij. Sadržaj

Slajd 14

Raspodjela energije po frekvencijama, tj. spektralna gustoća intenziteta zračenja, različita je za različita tijela. Na primjer, tijelo s vrlo crnom površinom emitira elektromagnetske valove svih frekvencija, ali krivulja ovisnosti spektralne gustoće intenziteta zračenja o frekvenciji ima maksimum na određenoj frekvenciji nmax. Energija zračenja na vrlo niskim i vrlo visokim frekvencijama je zanemariva. S porastom temperature maksimalna spektralna gustoća zračenja pomiče se prema kraćim valovima. Kontinuirane (ili kontinuirane) spektre, kako iskustvo pokazuje, daju tijela u krutom ili tekućem stanju, kao i visoko komprimirani plinovi. Da bi se dobio kontinuirani spektar, tijelo se mora zagrijati na visoku temperaturu. Priroda kontinuiranog spektra i sama činjenica njegovog postojanja određuju se ne samo svojstvima pojedinačnih emitirajućih atoma, već također u velikoj mjeri ovise o međudjelovanju atoma s drugima. Kontinuirani spektar također proizvodi visokotemperaturna plazma. Elektromagnetske valove emitira plazma uglavnom kada se elektroni sudare s ionima. Vrste spektara Sadržaj

Slajd 15

Linijski spektri U blijedi plamen plinskog plamenika dodamo komadić azbesta navlažen otopinom obične kuhinjske soli. Pri promatranju plamena kroz spektroskop, na pozadini jedva vidljivog kontinuiranog spektra plamena bljeskat će svijetlo žuta linija. Ovu žutu liniju proizvodi natrijeva para, koja nastaje kada se molekule kuhinjske soli razgrade u plamenu. Na slici su prikazani i spektri vodika i helija. Svaki od njih je palisada obojenih linija različite svjetline, odvojenih širokim tamnim prugama. Takvi se spektri nazivaju linijski spektri. Prisutnost linijskog spektra znači da tvar emitira svjetlost samo na određenim valnim duljinama (točnije, u određenim vrlo uskim spektralnim intervalima). Na slici vidite približnu raspodjelu spektralne gustoće intenziteta zračenja u linijskom spektru. Svaka linija ima konačnu širinu. Sadržaj

Slajd 16

Linijski spektri daju sve tvari u plinovitom atomskom (ali ne i molekularnom) stanju. U ovom slučaju svjetlost emitiraju atomi koji praktički ne djeluju jedni na druge. Ovo je najtemeljniji, osnovni tip spektra. Izolirani atomi emitiraju strogo definirane valne duljine. Tipično, za promatranje linijskih spektra, koristi se sjaj pare tvari u plamenu ili sjaj plinskog pražnjenja u cijevi ispunjenoj plinom koji se proučava. Kako se gustoća atomskog plina povećava, pojedinačne spektralne linije se šire, i konačno, s vrlo visokom kompresijom plina, kada interakcija atoma postane značajna, te se linije međusobno preklapaju, tvoreći kontinuirani spektar. Vrste spektara Sadržaj

Slajd 17

Trakasti spektri Trakasti spektar sastoji se od pojedinačnih traka odvojenih tamnim razmacima. Uz pomoć vrlo dobrog spektralnog aparata može se otkriti da je svaki pojas zbirka velikog broja vrlo blisko razmaknutih linija. Za razliku od linijskih spektara, prugaste spektre ne stvaraju atomi, već molekule koje nisu vezane ili su slabo vezane jedna na drugu. Za promatranje molekularnih spektara, kao i za promatranje linijskih spektara, obično se koristi sjaj pare u plamenu ili sjaj plinskog izboja. Vrste spektara Sadržaj

Slajd 18

Apsorpcijski spektri Sve tvari čiji su atomi u pobuđenom stanju emitiraju svjetlosne valove čija je energija na određeni način raspoređena po valnim duljinama. Apsorpcija svjetlosti od tvari također ovisi o valnoj duljini. Dakle, crveno staklo propušta valove koji odgovaraju crvenoj svjetlosti (l»8×10-5 cm), a apsorbira sve ostale. Ako bijelu svjetlost propustite kroz hladan plin koji ne emitira, pojavljuju se tamne linije na pozadini kontinuiranog spektra izvora. Plin najintenzivnije apsorbira svjetlost upravo onih valnih duljina koje emitira kada se jako zagrije. Tamne linije na pozadini kontinuiranog spektra su apsorpcijske linije koje zajedno tvore apsorpcijski spektar. Vrste spektara Sadržaj

Slajd 19

Spektralna analiza Linijski spektri imaju posebno važnu ulogu jer je njihova struktura izravno povezana sa strukturom atoma. Uostalom, te spektre stvaraju atomi koji ne doživljavaju vanjske utjecaje. Dakle, upoznavanjem linijskog spektra činimo prvi korak prema proučavanju strukture atoma. Promatrajući te spektre, znanstvenici su mogli "pogledati" unutar atoma. Ovdje optika dolazi u bliski dodir s atomskom fizikom. Glavno svojstvo linijskih spektara je da valne duljine (ili frekvencije) linijskog spektra bilo koje tvari ovise samo o svojstvima atoma te tvari, ali su potpuno neovisne o metodi pobuđivanja luminiscencije atoma. Atomi bilo kojeg kemijskog elementa stvaraju spektar koji se razlikuje od spektra svih drugih elemenata: oni su sposobni emitirati strogo definiran skup valnih duljina. To je osnova spektralne analize - metode određivanja kemijskog sastava tvari iz njezina spektra. Poput ljudskih otisaka prstiju, linijski spektri imaju jedinstvenu osobnost. Jedinstvenost uzoraka na koži prsta često pomaže pronaći kriminalca. Na isti način, zahvaljujući individualnosti spektra, moguće je odrediti kemijski sastav tijela. Pomoću spektralne analize moguće je detektirati ovaj element u sastavu složene tvari, čak i ako njegova masa ne prelazi 10-10 g. Ovo je vrlo osjetljiva metoda. Sadržaj prezentacije


To su spektri koji sadrže sve valne duljine određenog raspona. To su spektri koji sadrže sve valne duljine određenog raspona. Ispuštaju zagrijane čvrste i tekuće tvari, plinove zagrijane pod visokim tlakom. Isti su za različite tvari, pa se pomoću njih ne može odrediti sastav tvari


Sastoji se od pojedinačnih linija različite ili iste boje, s različitim položajima Sastoji se od pojedinačnih linija različite ili iste boje, s različitim položajima Emitiraju plinovi, pare niske gustoće u atomskom stanju Omogućuje procjenu kemijskog sastava svjetlosti izvor iz spektralnih linija


Ovo je skup frekvencija koje apsorbira određena tvar. Tvar apsorbira one linije spektra koje emitira, budući da je izvor svjetlosti. To je skup frekvencija koje apsorbira određena tvar. Tvar apsorbira one linije spektra koje emitira, budući da je izvor svjetlosti. Apsorpcijski spektri se dobivaju propuštanjem svjetlosti iz izvora koji proizvodi kontinuirani spektar kroz tvar čiji su atomi u nepobuđenom stanju.


Usmjeriti vrlo veliki teleskop na kratki bljesak meteora na nebu gotovo je nemoguće. Ali 12. svibnja 2002. astronomi su imali sreće - sjajni meteor slučajno je doletio točno kamo je bio usmjeren uski prorez spektrografa na zvjezdarnici Paranal. U to vrijeme, spektrograf je ispitivao svjetlost. Usmjeriti vrlo veliki teleskop na kratki bljesak meteora na nebu gotovo je nemoguće. Ali 12. svibnja 2002. astronomi su imali sreće - sjajni meteor slučajno je doletio točno kamo je bio usmjeren uski prorez spektrografa na zvjezdarnici Paranal. U to vrijeme, spektrograf je ispitivao svjetlost.


Metoda određivanja kvalitativnog i kvantitativnog sastava tvari iz njenog spektra naziva se spektralna analiza. Spektralna analiza naširoko se koristi u istraživanju minerala za određivanje kemijskog sastava uzoraka rude. Koristi se za kontrolu sastava legura u metalurškoj industriji. Na temelju njega određen je kemijski sastav zvijezda itd. Metoda određivanja kvalitativnog i kvantitativnog sastava tvari iz njenog spektra naziva se spektralna analiza. Spektralna analiza naširoko se koristi u istraživanju minerala za određivanje kemijskog sastava uzoraka rude. Koristi se za kontrolu sastava legura u metalurškoj industriji. Na temelju njega određen je kemijski sastav zvijezda itd.


Za dobivanje spektra vidljivog zračenja koristi se uređaj koji se zove spektroskop u kojem ljudsko oko služi kao detektor zračenja. Za dobivanje spektra vidljivog zračenja koristi se uređaj koji se zove spektroskop u kojem ljudsko oko služi kao detektor zračenja.


U spektroskopu, svjetlost iz izvora 1 koji se proučava usmjerava se na prorez 2 cijevi 3, koji se naziva kolimatorska cijev. Prorez emitira uski snop svjetlosti. Na drugom kraju cijevi kolimatora nalazi se leća koja divergentni snop svjetlosti pretvara u paralelni. Paralelni snop svjetlosti koji izlazi iz kolimatorske cijevi pada na rub staklene prizme 4. Budući da indeks loma svjetlosti u staklu ovisi o valnoj duljini, dakle, paralelni snop svjetlosti, koji se sastoji od valova različitih duljina, razlaže se na paralelne snopovi svjetlosti različitih boja koji putuju u različitim smjerovima. Teleskopska leća 5 fokusira svaku od paralelnih zraka i proizvodi sliku proreza u svakoj boji. Raznobojne slike proreza tvore raznobojnu prugu - spektar. U spektroskopu, svjetlost iz izvora 1 koji se proučava usmjerava se na prorez 2 cijevi 3, koji se naziva kolimatorska cijev. Prorez emitira uski snop svjetlosti. Na drugom kraju cijevi kolimatora nalazi se leća koja divergentni snop svjetlosti pretvara u paralelni. Paralelni snop svjetlosti koji izlazi iz kolimatorske cijevi pada na rub staklene prizme 4. Budući da indeks loma svjetlosti u staklu ovisi o valnoj duljini, dakle, paralelni snop svjetlosti, koji se sastoji od valova različitih duljina, razlaže se na paralelne snopovi svjetlosti različitih boja koji putuju u različitim smjerovima. Teleskopska leća 5 fokusira svaku od paralelnih zraka i proizvodi sliku proreza u svakoj boji. Raznobojne slike proreza tvore raznobojnu prugu - spektar.


Spektar se može promatrati kroz okular koji se koristi kao povećalo. Ako treba fotografirati spektar, tada se na mjesto gdje se dobiva stvarna slika spektra postavlja fotografski film ili fotografska ploča. Uređaj za fotografiranje spektra naziva se spektrograf.


Istraživač je pomoću optičkog spektroskopa vidio različite spektre u četiri promatranja. Koji spektar je spektar toplinskog zračenja? Istraživač je pomoću optičkog spektroskopa vidio različite spektre u četiri promatranja. Koji je spektar toplinskog zračenja?


Koja tijela karakteriziraju prugasti apsorpcijski i emisijski spektar? Koja tijela karakteriziraju prugasti apsorpcijski i emisijski spektar? Za zagrijane čvrste tvari Za zagrijane tekućine Za razrijeđene molekularne plinove Za zagrijane atomske plinove Za bilo koje od gore navedenih tijela


Koja tijela karakteriziraju linijski apsorpcijski i emisijski spektar? Koja tijela karakteriziraju linijski apsorpcijski i emisijski spektar? Za zagrijane čvrste tvari Za zagrijane tekućine Za razrijeđene molekularne plinove Za zagrijane atomske plinove Za bilo koje od gore navedenih tijela

Rad se može koristiti za lekcije i izvješća o predmetu "Fizika"

Naše gotove prezentacije iz fizike čine složene teme lekcija jednostavnima, zanimljivima i lako razumljivima. Većina eksperimenata koji se proučavaju na satovima fizike ne mogu se izvesti u normalnim školskim uvjetima; takvi se eksperimenti mogu demonstrirati pomoću prezentacija iz fizike. U ovom dijelu stranice možete preuzeti gotove prezentacije iz fizike za 7., 8., 9., 10. razred. 11, kao i prezentacije-predavanja i prezentacije-seminari iz fizike za studente.


  • Zakon prostiranja svjetlosti u homogenom sredstvu;
  • Zakon refleksije svjetlosti;
  • Zakon loma svjetlosti;
  • Koje vrste leća postoje, kako ih razlikovati po izgledu?

“Pjevam hvalu pred tobom u radosti

Ne skupo kamenje, ne zlato, već staklo"

(M.V. Lomonosov, “Pismo o prednostima stakla”)


Najjednostavniji model mikroskopa sastoji se od dvije kratkofokusne sabirne leće.

Objekt se nalazi blizu prednjeg fokusa leće .

Uvećana obrnuta slika predmeta koju daje leća okom gleda kroz nju okular .



Crvena krvna zrnca u optičkom mikroskopu.

Mikroskop se koristi za dobivanje velikih povećanja pri promatranju malih predmeta.



teleskopi

Teleskop- optički uređaj je snažan teleskop namijenjen za promatranje vrlo udaljenih objekata – nebeskih tijela.

Teleskop je optički sustav koji, “otimajući” malu površinu iz prostora, vizualno približava objekte koji se u njoj nalaze. Teleskop hvata zrake svjetlosti paralelne svojoj optičkoj osi, skuplja ih u jednu točku (fokus) i povećava pomoću leće ili, češće, sustava leća (okulara), koji istovremeno divergentne zrake svjetlosti pretvara u paralelne. .

Teleskop s lećom je poboljšan. Da bi poboljšali kvalitetu slike, astronomi su koristili najnovije tehnologije taljenja stakla i također povećali žarišnu duljinu teleskopa, što je prirodno dovelo do povećanja njihovih fizičkih dimenzija (na primjer, krajem 18. stoljeća, duljina teleskopa Jana Heveliusa dosegla je 46 m).


Oko je poput optičkog aparata.

Oko – složeni optički sustav nastao od organskih materijala u procesu duge biološke evolucije.


Građa ljudskog oka

Slika je stvarna, umanjena i inverzna (invertirana).


  • 1 - vanjska tunica albuginea;
  • 2 - žilnica;
  • 3 - Mrežnica;
  • 4 - staklasto tijelo;
  • 5 - leće;
  • 6 - cilijarni mišić;
  • 7 - rožnica;
  • 8 - perunika;
  • 9 - učenik;
  • 10 - očna vodica (prednja komora);
  • 11 - optički živac

Položaj slike za:

A- normalno oko; b- kratkovidno oko;

V- dalekovidno oko;

G- korekcija miopije;

d- korekcija dalekovidnosti


Fotoaparat.

Bilo koja kamera sastoji se od: svjetlosne kamere, leće (optičkog uređaja koji se sastoji od sustava leća), zatvarača, mehanizma za fokusiranje i tražila.


Konstruiranje slike u fotoaparatu

Pri fotografiranju subjekt se nalazi na udaljenosti većoj od žarišne duljine objektiva.

Prava slika, umanjena i inverzna (invertirana)


  • Kakvo se zračenje naziva bijelo svjetlo?
  • Kako se zove spektar?
  • Recite nam nešto o rastavljanju zračenja na spektar pomoću prizme.
  • Tko je i koje godine izveo prvi pokus razlaganja bijele svjetlosti na spektar?
  • Recite nam nešto o difrakcijskoj rešetki. (što je, čemu je namijenjen)