طیف نشری اتم ها

برای پرتاب یک تیر چقدر انرژی لازم است؟

تیراندازی با کمان به عنوان یک ورزش یا وسیله ای برای دفاع از قرن ها پیش وجود داشته است. در حالت استراحت، هیچ کششی روی سیم کمان وجود ندارد و هیچ نیرویی به تیر وارد نمی شود. وقتی ریسمان و فلش به عقب کشیده می شوند، اکنون وضعیتی داریم که انرژی جنبشی (کشیدن ریسمان) به انرژی پتانسیل (کشش روی ریسمان) تبدیل شده است. کماندار تیر را رها می کند و انرژی پتانسیل با حرکت تیر به انرژی جنبشی تبدیل می شود.

الکترون ها نیز زمانی که انرژی وارد اتم می شود رفتاری مشابه از خود نشان می دهند.

Translation is too long to be saved

طیف نشری:

الکترون های یک اتم تمایل دارند به گونه ای چیده شوند که انرژی اتم تا حد امکان کم باشد. حالت پایه یک اتم پایین ترین حالت انرژی اتم است. وقتی به آن اتم ها انرژی داده می شود، الکترون ها انرژی را جذب می کنند و به سطح انرژی بالاتری می روند. حالت برانگیخته یک اتم حالتی است که انرژی پتانسیل آن بالاتر از حالت پایه باشد. اتم در حالت برانگیخته پایدار نیست. هنگامی که الکترون به حالت اولیه باز می گردد، انرژی را به شکل تابش الکترومغناطیسی آزاد می کند.

بنابراین چگونه اتم ها انرژی به دست می آورند؟

برای برانگیخته شدن اتم یا مولکول باید به آن انرژی وارد شود این انرژی می تواند به صورت گرما (مانند رنگ شعله در نمک ها)، گرما (طیف جسم ملتهب مانند فلزات و مواد جامد) و جریان (قوس) الکتریکی باشد.

یکی از راه ها عبور جریان الکتریکی از نمونه محصور شده یک گاز با فشار کم است. از آنجایی که سطوح انرژی الکترون برای هر عنصر منحصر به فرد است، هر لوله تخلیه گاز بسته به هویت گاز با رنگ مشخصی می درخشد (به شبیه ساز مراجعه کنید).

لامپ های نشر خطی

این لامپ‌ها به صورت لوله‌های باریک شیشه‌ای هستند که درون آنها گاز رقیق در فشار کم وجود دارد. در لوله دو الکترود کاتد و آند قرار دارند که اگر بین آنها ولتاژ بالایی برقرار شود، اتم‌های گاز رقیق شروع به گسیل نور می‌کنند. نور گسیل شده از بخار عنصرهای مختلف با یکدیگر متفاوت است. برای مثال نور حاصل از بخار جیوه به رنگ نیلی - آبی است.

همه اتم های گازی یک طیف خط مجزا را نمایش می دهند. این امر به راحتی با عبور نور از شبکه های پراش تأیید می شود. در واقع هر عنصر در حالت گازی خود دارای یک طیف خطی منحصر به فرد است. این نشان می دهد که اتم های هر عنصر دارای سطوح انرژی خاص خود هستند. و انتقال بین سطوح انرژی هر عنصر باعث ایجاد خطوط طیفی مشخص هر عنصر می شود (به شبیه ساز دستگاه طیف سنجی مراجعه کنید).

نکته: طیف های نشر اتمی زمانی تولید می شوند که الکترون های برانگیخته به حالت پایه بازگردند.

نور ساطع شده از الکترون ها با انرژی الکترون های خاص مطابقت دارد.

نحوه کار با شبیه ساز

لوله های شیشه ای مشاهده می کنید که با گاز کم فشار پر شده است، اگر هر کدام از دکمه های رنگی را لمس کنید، جریان الکتریکی از آنها عبور می کند. الکترون‌های موجود در اتم‌های گازی ابتدا برانگیخته می‌شوند و سپس به سطوح انرژی پایین‌تر برمی‌گردند و در این فرآیند نوری با رنگ متمایز ساطع می‌کنند. لوله های تخلیه گاز هلیوم، نئون، آرگون، کریپتون، زنون نشان داده شده است.

چالش:

شما حدس بزنید داخل هر لامپ چه گازی وجود دارد؟ (با توجه به رنگ هر لامپ)