Bild 1

Bild 2

Innehåll Typer av strålning Ljuskällor Spectra Spektralapparat Typer av spektra Spektralanalys

Bild 3

Typer av strålning Termisk strålning Elektroluminescens Kemiluminescens Fotoluminescens Innehåll

Bild 4

Termisk strålning Den enklaste och vanligaste typen av strålning är värmestrålning, där energin som förloras av atomer för att avge ljus kompenseras av energin från termisk rörelse hos atomer (eller molekyler) i den emitterande kroppen. Ju högre kroppstemperatur desto snabbare rör sig atomerna. När snabba atomer (eller molekyler) kolliderar med varandra omvandlas en del av deras kinetiska energi till excitationsenergi för atomerna, som sedan avger ljus. Den termiska strålningskällan är solen, såväl som en vanlig glödlampa. Lampan är en mycket bekväm, men billig källa. Endast cirka 12 % av den totala energi som frigörs till lampglödtråden av elektrisk ström omvandlas till ljusenergi. Slutligen är den termiska ljuskällan en låga. Sotkorn (bränslepartiklar som inte hunnit brinna) blir upphettade på grund av den energi som frigörs vid bränsleförbränning och avger ljus. Typer av strålning

Bild 5

Elektroluminescens Den energi som krävs av atomer för att avge ljus kan också erhållas från icke-termiska källor. Under en urladdning i gaser ger det elektriska fältet större kinetisk energi till elektronerna. Snabba elektroner upplever oelastiska kollisioner med atomer. En del av elektronernas kinetiska energi går till att excitera atomer. Exciterade atomer frigör energi i form av ljusvågor. På grund av detta åtföljs utsläppet i gasen av en glöd. Detta är elektroluminescens. Norrskenet är en manifestation av elektroluminescens. Strömmar av laddade partiklar som sänds ut av solen fångas upp av jordens magnetfält. De exciterar atomer i de övre lagren av atmosfären vid jordens magnetiska poler, vilket får dessa lager att glöda. Elektroluminescens används i reklamrör. Typer av strålning

Bild 6

Kemiluminescens I vissa kemiska reaktioner som frigör energi, spenderas en del av denna energi direkt på utsläpp av ljus. Ljuskällan förblir sval (den har omgivningstemperatur). Detta fenomen kallas kemiluminescens. På sommaren i skogen kan du se eldflugeinsekten på natten. En liten grön "ficklampa" "bränner" på hans kropp. Du kommer inte att bränna fingrarna när du fångar en eldfluga. Den lysande fläcken på ryggen har nästan samma temperatur som den omgivande luften. Andra levande organismer har också egenskapen att glöda: bakterier, insekter och många fiskar som lever på stora djup. Bitar av ruttnande trä lyser ofta i mörkret. Typer av strålning Innehåll

Bild 7

Fotoluminescens Ljus som faller in på ett ämne reflekteras delvis och delvis absorberas. Energin från absorberat ljus orsakar i de flesta fall bara uppvärmning av kroppar. Men vissa kroppar själva börjar glöda direkt under påverkan av strålning som infaller på dem. Detta är fotoluminescens. Ljus exciterar ett ämnes atomer (ökar deras inre energi), och efter det belyses de själva. Till exempel avger de självlysande färgerna som täcker många julgransdekorationer ljus efter att ha blivit bestrålade. Ljuset som sänds ut under fotoluminescens har som regel en längre våglängd än ljuset som exciterar glödet. Detta kan observeras experimentellt. Om man riktar en ljusstråle som passerar genom ett violett filter mot ett kärl som innehåller fluorescein (ett organiskt färgämne) börjar vätskan glöda med gröngult ljus, det vill säga ljus med längre våglängd än violett ljus. Fenomenet fotoluminescens används ofta i fluorescerande lampor. Den sovjetiska fysikern S.I. Vavilov föreslog att täcka den inre ytan av urladdningsröret med ämnen som kan lysa starkt under inverkan av kortvågsstrålning från en gasurladdning. Lysrör är ungefär tre till fyra gånger mer ekonomiska än konventionella glödlampor. Innehåll

Bild 8

Ljuskällor Ljuskällan måste förbruka energi. Ljus är elektromagnetiska vågor med en våglängd på 4×10-7-8×10-7 m. Elektromagnetiska vågor emitteras av laddade partiklars accelererade rörelse. Dessa laddade partiklar är en del av atomerna som utgör materia. Men utan att veta hur atomen är uppbyggd kan inget tillförlitligt sägas om strålningsmekanismen. Det är bara tydligt att det inte finns något ljus inuti en atom, precis som det inte finns något ljud i en pianosträng. Som en sträng som börjar låta först efter att ha slagits av en hammare, föder atomer ljus först efter att de är exciterade. För att en atom ska börja stråla behöver den överföra en viss mängd energi. Vid emittering förlorar en atom energin den tar emot, och för ett ämnes kontinuerliga glöd krävs ett inflöde av energi till dess atomer utifrån. Innehåll

Bild 9

Spektralapparat För noggrann studie av spektra är sådana enkla anordningar som en smal slits som begränsar ljusstrålen och ett prisma inte längre tillräckliga. Det behövs enheter som ger ett tydligt spektrum, det vill säga enheter som väl separerar vågor av olika längd och inte tillåter (eller nästan inte tillåter) överlappning av enskilda delar av spektrumet. Sådana anordningar kallas spektralanordningar. Oftast är huvuddelen av spektralapparaten ett prisma eller diffraktionsgitter. Låt oss betrakta designdiagrammet för en prismaspektralapparat (Fig. 46). Strålningen som studeras kommer först in i en del av enheten som kallas kollimator. Kollimatorn är ett rör, i ena änden av vilken det finns en skärm med en smal slits, och i den andra änden finns en uppsamlingslins L1. Innehåll

Bild 10

Slitsen är vid objektivets brännvidd. Därför kommer en divergerande ljusstråle som infaller på linsen från slitsen ur den som en parallell stråle och faller på prismat P. Eftersom olika frekvenser motsvarar olika brytningsindex, kommer parallella strålar som inte sammanfaller i riktning fram från prismat. De faller på objektiv L2. Vid brännvidden av detta objektiv finns en skärm - frostat glas eller fotografisk platta. Lins L2 fokuserar parallella strålar av strålar på skärmen, och istället för en enda bild av slitsen erhålls en hel serie bilder. Varje frekvens (mer exakt, ett smalt spektralintervall) har sin egen bild. Alla dessa bilder bildar tillsammans ett spektrum. Den beskrivna enheten kallas en spektrograf. Om, istället för en andra lins och skärm, ett teleskop används för att visuellt observera spektra, kallas enheten ett spektroskop. Prismor och andra delar av spektralanordningar är inte nödvändigtvis gjorda av glas. Istället för glas används också genomskinliga material som kvarts, bergsalt etc. Innehåll

Bild 11

Spektra Beroende på arten av fördelningen av fysiska kvantitetsvärden kan spektra vara diskreta (linje), kontinuerliga (heldragna) och även representera en kombination (överlagring) av diskreta och kontinuerliga spektra. Exempel på linjespektra inkluderar masspektra och spektra av bundna-bundna elektroniska övergångar av en atom; exempel på kontinuerliga spektra är spektrumet av elektromagnetisk strålning från ett uppvärmt fast ämne och spektrumet av fria elektroniska övergångar för en atom; exempel på kombinerade spektra är emissionsspektra för stjärnor, där kromosfäriska absorptionslinjer eller de flesta ljudspektra överlagras på fotosfärens kontinuerliga spektrum. Ett annat kriterium för typning av spektra är de fysiska processer som ligger till grund för deras produktion. Sålunda, beroende på typen av interaktion mellan strålning och materia, delas spektra in i emission (emissionsspektra), adsorption (absorptionsspektra) och spridningsspektra. Innehåll

Bild 12

Bild 13

Kontinuerliga spektrum Solspektrumet eller båglampans spektrum är kontinuerligt. Det betyder att spektrumet innehåller vågor av alla våglängder. Det finns inga avbrott i spektrumet, och en kontinuerlig flerfärgad remsa kan ses på spektrografskärmen (Fig. V, 1). Ris. V Emissionsspektra: 1 - kontinuerlig; 2 - natrium; 3 - väte; 4-helium. Absorptionsspektra: 5 - solenergi; 6 - natrium; 7 - väte; 8 - helium. Innehåll

Bild 14

Fördelningen av energi över frekvenser, d.v.s. strålningsintensitetens spektrala täthet, är olika för olika kroppar. Till exempel avger en kropp med en mycket svart yta elektromagnetiska vågor av alla frekvenser, men kurvan för beroendet av strålningsintensitetens spektrala täthet på frekvensen har ett maximum vid en viss frekvens nmax. Strålningsenergin vid mycket låga och mycket höga frekvenser är försumbar. Med ökande temperatur skiftar den maximala spektrala tätheten av strålning mot kortare vågor. Kontinuerliga (eller kontinuerliga) spektra, som erfarenheten visar, ges av kroppar i fast eller flytande tillstånd, såväl som högkomprimerade gaser. För att få ett kontinuerligt spektrum måste kroppen värmas upp till en hög temperatur. Det kontinuerliga spektrumets natur och själva faktumet av dess existens bestäms inte bara av egenskaperna hos individuella emitterande atomer, utan beror också i hög grad på atomernas interaktion med varandra. Ett kontinuerligt spektrum produceras också av högtemperaturplasma. Elektromagnetiska vågor emitteras av plasma främst när elektroner kolliderar med joner. Typer av spektra Innehåll

Bild 15

Linjespektra Låt oss lägga en bit asbest fuktad med en lösning av vanligt bordssalt i en gasbrännares bleka låga. När du observerar en låga genom ett spektroskop kommer en ljusgul linje att blinka mot bakgrunden av lågans knappt synliga kontinuerliga spektrum. Denna gula linje produceras av natriumånga, som bildas när molekylerna av bordssalt bryts ner i en låga. Figuren visar också spektra av väte och helium. Var och en av dem är en palissad av färgade linjer med varierande ljusstyrka, åtskilda av breda mörka ränder. Sådana spektra kallas linjespektra. Närvaron av ett linjespektrum innebär att ett ämne avger ljus endast vid vissa våglängder (mer exakt, i vissa mycket smala spektrala intervall). I figuren ser du den ungefärliga fördelningen av strålningsintensitetens spektrala täthet i ett linjespektrum. Varje linje har en ändlig bredd. Innehåll

Bild 16

Linjespektra ger alla ämnen i gasformigt atomärt (men inte molekylärt) tillstånd. I det här fallet emitteras ljus av atomer som praktiskt taget inte interagerar med varandra. Detta är den mest grundläggande, grundläggande typen av spektra. Isolerade atomer avger strikt definierade våglängder. Vanligtvis, för att observera linjespektra, används glöden av ånga från ett ämne i en låga eller glöden från en gasurladdning i ett rör fyllt med gasen som studeras. När atomgasens täthet ökar expanderar de individuella spektrallinjerna, och slutligen, med mycket hög kompression av gasen, när växelverkan mellan atomer blir betydande, överlappar dessa linjer varandra och bildar ett kontinuerligt spektrum. Typer av spektra Innehåll

Bild 17

Bandade spektrum Det bandade spektrumet består av individuella band åtskilda av mörka utrymmen. Med hjälp av en mycket bra spektralapparat kan man upptäcka att varje band är en samling av ett stort antal mycket nära åtskilda linjer. Till skillnad från linjespektra skapas randiga spektra inte av atomer, utan av molekyler som inte är bundna eller svagt bundna till varandra. För att observera molekylära spektra, såväl som för att observera linjespektra, används vanligtvis glöden av ånga i en låga eller glöden från en gasurladdning. Typer av spektra Innehåll

Bild 18

Absorptionsspektra Alla ämnen vars atomer är i exciterat tillstånd avger ljusvågor, vars energi är fördelad på ett visst sätt över våglängder. Ett ämnes absorption av ljus beror också på våglängden. Sålunda överför rött glas vågor motsvarande rött ljus (l»8×10-5 cm), och absorberar alla andra. Om du passerar vitt ljus genom en kall, icke-emitterande gas, visas mörka linjer mot bakgrunden av källans kontinuerliga spektrum. Gas absorberar mest intensivt ljuset av just de våglängder som den avger när den värms upp. Mörka linjer mot bakgrund av ett kontinuerligt spektrum är absorptionslinjer som tillsammans bildar ett absorptionsspektrum. Typer av spektra Innehåll

Bild 19

Spektralanalys Linjespektra spelar en särskilt viktig roll eftersom deras struktur är direkt relaterad till atomens struktur. Dessa spektra skapas trots allt av atomer som inte upplever yttre påverkan. Därför, genom att bekanta oss med linjespektra, tar vi därmed det första steget mot att studera atomernas struktur. Genom att observera dessa spektra kunde forskare "titta" in i atomen. Här kommer optik i nära kontakt med atomfysik. Den huvudsakliga egenskapen hos linjespektra är att våglängderna (eller frekvenserna) för linjespektrumet för något ämne endast beror på egenskaperna hos atomerna i detta ämne, men är helt oberoende av metoden för excitation av atomernas luminescens. Atomerna i vilket kemiskt element som helst producerar ett spektrum som inte liknar spektra för alla andra element: de kan sända ut en strikt definierad uppsättning våglängder. Detta är grunden för spektralanalys - en metod för att bestämma den kemiska sammansättningen av ett ämne från dess spektrum. Liksom mänskliga fingeravtryck har linjespektra en unik personlighet. Det unika med mönstren på fingrets hud hjälper ofta till att hitta brottslingen. På samma sätt, tack vare spektrats individualitet, är det möjligt att bestämma kroppens kemiska sammansättning. Med hjälp av spektralanalys är det möjligt att detektera detta element i sammansättningen av ett komplext ämne, även om dess massa inte överstiger 10-10 g. Detta är en mycket känslig metod. Presentationens innehåll

Dessa är spektra som innehåller alla våglängder av ett visst område. Dessa är spektra som innehåller alla våglängder av ett visst område. De avger uppvärmda fasta och flytande ämnen, gaser som värms upp under högt tryck. De är lika för olika ämnen, så de kan inte användas för att bestämma sammansättningen av ett ämne

Består av individuella linjer av olika eller samma färg, med olika lägen Består av individuella linjer med olika eller samma färg, med olika lägen Utsänds av gaser, lågdensitetsångor i atomärt tillstånd Låter en bedöma ljusets kemiska sammansättning källa från spektrallinjer

Detta är en uppsättning frekvenser som absorberas av ett givet ämne. Ett ämne absorberar de linjer i spektrumet som det avger, eftersom det är en ljuskälla. Detta är en uppsättning frekvenser som absorberas av ett givet ämne. Ett ämne absorberar de linjer i spektrumet som det avger, eftersom det är en ljuskälla. Absorptionsspektra erhålls genom att skicka ljus från en källa som producerar ett kontinuerligt spektrum genom ett ämne vars atomer är i ett oexciterat tillstånd.

Att rikta ett mycket stort teleskop mot en kort meteorblixt på himlen är nästan omöjligt. Men den 12 maj 2002 hade astronomerna tur - en ljus meteor flög av misstag precis där den smala slitsen på spektrografen vid Paranal-observatoriet var riktad. Vid denna tidpunkt undersökte spektrografen ljuset. Att rikta ett mycket stort teleskop mot en kort meteorblixt på himlen är nästan omöjligt. Men den 12 maj 2002 hade astronomerna tur - en ljus meteor flög av misstag precis där den smala slitsen på spektrografen vid Paranal-observatoriet var riktad. Vid denna tidpunkt undersökte spektrografen ljuset.

Metoden för att bestämma den kvalitativa och kvantitativa sammansättningen av ett ämne från dess spektrum kallas spektralanalys. Spektralanalys används i stor utsträckning vid mineralprospektering för att bestämma den kemiska sammansättningen av malmprover. Det används för att kontrollera sammansättningen av legeringar inom den metallurgiska industrin. På grundval av den bestämdes den kemiska sammansättningen av stjärnor etc. Metoden för att bestämma den kvalitativa och kvantitativa sammansättningen av ett ämne från dess spektrum kallas spektralanalys. Spektralanalys används i stor utsträckning vid mineralprospektering för att bestämma den kemiska sammansättningen av malmprover. Det används för att kontrollera sammansättningen av legeringar inom den metallurgiska industrin. På grundval av den bestämdes den kemiska sammansättningen av stjärnor etc.

För att få fram spektrumet av synlig strålning används en anordning som kallas ett spektroskop, där det mänskliga ögat fungerar som strålningsdetektor. För att få fram spektrumet av synlig strålning används en anordning som kallas ett spektroskop, där det mänskliga ögat fungerar som strålningsdetektor.

I ett spektroskop riktas ljus från källan 1 som studeras till slitsen 2 på röret 3, kallat kollimatorröret. Spalten avger en smal ljusstråle. I den andra änden av kollimatorröret finns en lins som omvandlar den divergerande ljusstrålen till en parallell. En parallell ljusstråle som kommer ut från kollimatorröret faller på kanten av glasprisma 4. Eftersom ljusets brytningsindex i glas beror på våglängden, sönderdelas därför en parallell ljusstråle, bestående av vågor av olika längd, till parallella ljusstrålar av olika färger, färdas i olika riktningar. Teleskoplinsen 5 fokuserar var och en av de parallella strålarna och producerar en bild av slitsen i varje färg. Flerfärgade bilder av slitsen bildar en flerfärgad rand - ett spektrum. I ett spektroskop riktas ljus från källan 1 som studeras till slitsen 2 på röret 3, kallat kollimatorröret. Spalten avger en smal ljusstråle. I den andra änden av kollimatorröret finns en lins som omvandlar den divergerande ljusstrålen till en parallell. En parallell ljusstråle som kommer ut från kollimatorröret faller på kanten av glasprisma 4. Eftersom ljusets brytningsindex i glas beror på våglängden, sönderdelas därför en parallell ljusstråle, bestående av vågor av olika längd, till parallella ljusstrålar av olika färger, färdas i olika riktningar. Teleskoplinsen 5 fokuserar var och en av de parallella strålarna och producerar en bild av slitsen i varje färg. Flerfärgade bilder av slitsen bildar en flerfärgad rand - ett spektrum.

Spektrumet kan observeras genom ett okular som används som förstoringsglas. Om du behöver ta ett fotografi av ett spektrum, placeras fotografisk film eller en fotografisk platta på den plats där den faktiska bilden av spektrumet erhålls. En anordning för att fotografera spektra kallas en spektrograf.

Forskaren, med hjälp av ett optiskt spektroskop, såg olika spektra i fyra observationer. Vilket spektrum är det termiska strålningsspektrumet? Forskaren, med hjälp av ett optiskt spektroskop, såg olika spektra i fyra observationer. Vilket spektrum är det termiska strålningsspektrumet?

Vilka kroppar kännetecknas av randiga absorptions- och emissionsspektra? Vilka kroppar kännetecknas av randiga absorptions- och emissionsspektra? För uppvärmda fasta ämnen För uppvärmda vätskor För förtärnade molekylära gaser För uppvärmda atomgaser För någon av ovanstående kroppar

Vilka kroppar kännetecknas av linjeabsorption och emissionsspektra? Vilka kroppar kännetecknas av linjeabsorption och emissionsspektra? För uppvärmda fasta ämnen För uppvärmda vätskor För förtärnade molekylära gaser För uppvärmda atomgaser För någon av ovanstående kroppar

Arbetet kan användas för lektioner och rapporter i ämnet "Fysik"

Våra färdiga fysikpresentationer gör komplexa lektionsämnen enkla, intressanta och lätta att förstå. De flesta experiment som studeras i fysiklektionerna kan inte utföras under normala skolförhållanden. Sådana experiment kan demonstreras med hjälp av fysikpresentationer. 11, samt presentationer-föreläsningar och presentationer-seminarier om fysik för studenter.

• Lagen för ljusutbredning i ett homogent medium;
• Lagen för ljusreflektion;
• Lagen om ljusbrytning;
• Vilka typer av linser finns det, hur kan du skilja dem åt efter utseende?

"Jag lovsjunger framför dig i glädje

Inte dyra stenar, inte guld, utan glas"

(M.V. Lomonosov, "Brev om fördelarna med glas")

Den enklaste modellen av ett mikroskop består av två kortfokuserade linser.

Objektet placeras nära främre fokus lins .

Den förstorade inverterade bilden av ett föremål som ges av linsen ses genom ögat okular .

Röda blodkroppar i ett optiskt mikroskop.

Ett mikroskop används för att få höga förstoringar när man observerar små föremål.

Teleskop

Teleskop- den optiska enheten är ett kraftfullt teleskop utformat för att observera mycket avlägsna föremål - himlakroppar.

Teleskopär ett optiskt system som "rycker" ett litet område från rymden, visuellt för objekt som finns i det närmare. Teleskopet fångar ljusstrålar parallellt med sin optiska axel, samlar dem vid en punkt (fokus) och förstorar dem med en lins eller, oftare, ett linssystem (okular), som samtidigt omvandlar de divergerande ljusstrålarna till parallella. .

Linsteleskopet förbättrades. För att förbättra bildkvaliteten använde astronomerna den senaste glassmältningstekniken och ökade även teleskopens brännvidd, vilket naturligtvis ledde till en ökning av deras fysiska dimensioner (till exempel i slutet av 1700-talet nådde längden på Jan Hevelius teleskop 46 m).

Ögat är som en optisk apparat.

Öga – ett komplext optiskt system bildat av organiska material under långvarig biologisk evolution.

Det mänskliga ögats struktur

Bilden är verklig, förminskad och omvänd (inverterad).

• 1 - yttre tunica albuginea;
• 2 - åderhinna;
• 3 - näthinnan;
• 4 - glaskroppen;
• 5 - lins;
• 6 - ciliärmuskel;
• 7 - hornhinna;
• 8 - Iris;
• 9 - elev;
• 10 - kammarvatten (främre kammaren);
• 11 - synnerv

Bildposition för:

A- normalt öga; b- närsynt öga;

V- långsynt öga;

G- korrigering av närsynthet;

d- korrigering av framsynthet

Kamera.

Vilken kamera som helst består av: en ljussäker kamera, en lins (en optisk enhet som består av ett linssystem), en slutare, en fokuseringsmekanism och en sökare.

Konstruera en bild i en kamera

När du fotograferar är motivet placerat på ett avstånd som är större än objektivets brännvidd.

Verklig bild, reducerad och omvänd (inverterad)

• Vilken typ av strålning kallas vitt ljus?
• Vad kallas spektrum?
• Berätta för oss om nedbrytningen av strålning till ett spektrum med hjälp av ett prisma.
• Vem och under vilket år genomförde det första experimentet med sönderdelning av vitt ljus till ett spektrum?
• Berätta om diffraktionsgittret. (vad det är, vad det är avsett för)