די ימישאַן און אַבזאָרפּשאַן פון ליכט דורך אַטאָמס. דער אָנהייב פון שורה ספּעקטראַ

דעם אַרטיקל גיט די יקערדיק קאַנסעפּס נייטיק צו פֿאַרשטיין ווי דער ימישאַן און אַבזאָרפּשאַן פון ליכט דורך אַטאָמס. עס איז אויך דיסקרייבד די נוצן פון די דערשיינונגען.

Smartphone און פיזיק

דער מענטש וואס איז געווען געבוירן נאָך 1990, זייַן לעבן אָן אַ פאַרשיידנקייַט פון עלעקטראָניש דעוויסעס קענען נישט צושטעלן. די Smartphone ניט בלויז ריפּלייסיז די טעלעפאָנירן, אָבער אויך מאכט עס מעגלעך צו מאָניטאָר די וועקסל רייץ, צו טראַנזאַקט, צו רופן אַ טאַקסי און אַפֿילו שטימען מיט די אַסטראַנאָץ אויף ברעט די יסס, דורך זייער אַפּלאַקיישאַן. ריספּעקטיוולי, און זענען באמערקט דורך אַלע יענע דיגיטאַל אַסיסטאַנץ ווי אַ ענין פון קורס. די ימישאַן און אַבזאָרפּשאַן פון ליכט דורך אַטאָמס אַז מאַכן און געמאכט מעגלעך די טקופע פון רידוסינג אַלע מינים פון דעוויסעס, אַזוי לייענער וועט ויסקומען אַ נודנע טעמע אין פיזיק לעקציעס. אבער דעם צווייַג פון פיזיק אַ פּלאַץ פון טשיקאַווע און יקסייטינג.

טעאָרעטיש הינטערגרונט פֿאַר די עפענונג פון די ספּעקטראַ

עס איז אַ אַזוי צו זאָגן: "די נייַגעריקייַט איידער אַ פאַל." אבער דעם אויסדרוק אלא צו די פאַקט אַז דעם אומרעכט שייכות איז בעסער נישט צו אַרייַנמישנ זיך. אויב, אָבער, ווייַזן נייַגעריקייַט צו דער וועלט, גאָרנישט אומרעכט וועט נישט פּאַסירן. אין די סוף פון די nineteenth יאָרהונדערט, מענטשן אנגעהויבן צו פֿאַרשטיין די נאַטור פון מאַגנאַטיזאַם (וואָס איז געזונט דאַקיאַמענטאַד אין די סיסטעם פון מאַקסוועל 'ס יקווייזשאַנז). די ווייַטער קשיא, וואָס וואָלט לאָזן סייאַנטיס, איז געווארן די סטרוקטור פון ענין. עס איז נייטיק צו מיד דערקלערן: פֿאַר וויסנשאַפֿט איז נישט זייער ווערטפול ימישאַן און אַבזאָרפּשאַן פון ליכט דורך אַטאָמס. שורה ספּעקטראַ - איז אַ קאַנסאַקוואַנס פון דעם דערשיינונג און די באזע פֿאַר די לערנען פון די סטרוקטור פון ענין.

סטרוקטור פון די אַטאָם

ססיענטיסץ אין די אור אַלטע גריכנלאנד פֿאָרשלאָגן אַז די מירמלשטיין איז געמאכט געווארן פון עטלעכע ברעקלעך פון ינדיוויסיבאַל "אַטאָמס." און איידער די סוף פון די nineteenth יאָרהונדערט, מענטשן געדאַנק עס איז געווען דער קלענסטער פּאַרטיקאַלז פון ענין. אבער די דערפאַרונג פון Rutherford אויף די דיספּערסאַל פון שווער פּאַרטיקאַלז אויף די גאָלד שטער האט געוויזן אַז די אַטאָם אויך האט אַ ינער סטרוקטור. שווער קערן איז אין דעם צענטער און דורכויס באַפֿוילן, לייטווייט נעגאַטיוו עלעקטראָנס אַרומדרייען אַרום אים.

פּאַראַדאָקסעס פון אַטאָמס ין דער מאַקסוועל טעאָריע

די פינדינגס האָבן געגעבן העכערונג צו עטלעכע פּאַראַדאָקסעס: לויט צו מאַקסוועל 'ס יקווייזשאַנז, קיין מאָווינג באַפֿוילן פּאַרטאַקאַל עמיץ אַ ילעקטראָומאַגנעטיק פעלד, דעריבער, לאָסעס ענערגיע. וואָס, דעמאָלט, די עלעקטראָנס טאָן ניט פאַלן אין די קערן, און פאָרזעצן צו דרייען? עס איז אויך ניט קלאָר וואָס יעדער אַטאָם אַבזאָרבז אָדער עמיץ פאָטאָנס פון אַ זיכער ווייוולענגט בלויז. באָהר ס טעאָריע געמאכט עס מעגלעך צו היילן די חסרונות דורך קומט אָרביטאַלס. לויט צו די טענעץ פון דעם טעאָריע, די עלעקטראָנס אַרום די קערן זאל זיין בלויז אויף די אָרביטאַלס. די יבערגאַנג צווישן די צוויי ארומיקע שטאַטן איז באגלייט אָדער דורך די ימישאַן אָדער אַבזאָרפּשאַן פון אַ Photon מיט אַ זיכער ענערגיע. די ימישאַן און אַבזאָרפּשאַן פון ליכט דורך אַטאָמס איז דווקא ווייַל פון דעם.

ווייוולענגט, אָפטקייַט, ענערגיע

פֿאַר אַ מער גאַנץ בילד איר דאַרפֿן צו רעדן אַ קליין ביסל וועגן פאָטאָנס. דאס זענען עלעמענטאַר פּאַרטיקאַלז אַז האָבן קיין מנוחה מאַסע. זיי עקסיסטירן בלויז ווי לאַנג ווי מאָווינג דורך די סוויווע. אבער די וואָג נאָך האָבן: סטרייקינג די ייבערפלאַך, זיי יבערשיקן עס אַ שטופּ וואָס וואָלט האָבן שוין אוממעגלעך אָן די מאַסע. נאָר אַ פּלאַץ פון עס איז קאָנווערטעד אין ענערגיע, מאכן די מאַטעריע פון וואָס זיי שלאָגן און זיי זענען אַבזאָרבד, אַ ביסל וואָרמער. באָהר ס טעאָריע טוט ניט דערקלערן דעם פאַקט. די פּראָפּערטיעס פון די Photon און די פֿעיִקייטן פון זייַן נאַטור איז דיסקרייבד דורך קוואַנטום פיזיק. אַזוי, דער Photon - ביידע פאָכן און פּאַרטאַקאַל מיט מאַסע. Photon, און ווי אַ כוואַליע האט די ווייַטערדיק טשאַראַקטעריסטיקס: אַ לענג (λ), אַ אָפטקייַט (ν), ענערגיע (E). די מער די ווייוולענגט דער נידעריקער דער אָפטקייַט, און דער נידעריקער די ענערגיע.

די ספּעקטרום פון אַן אַטאָם

די אַטאָמישע ספּעקטרום איז געגרינדעט אין עטלעכע סטאַגעס.

1. עלעקטראָניש סוויטשיז אין די אַטאָם מיט אָרבאַטאַל 2 (פון העכער ענערגיע) אויף די אָרבאַטאַל 1 (מיט נידעריק ענערגיע ווייניקער).
2. זיכער סומע פון ענערגיע איז רעלעאַסעד, וואָס איז געגרינדעט ווי אַ קוואַנטום פון ליכט (הν).
3. דעם Photon איז ימיטיד אין די אַרומיק פּלאַץ.

אזוי עס באקומען און שורה ספּעקטרום אַטאָם. וואָס איז עס גערופֿן אַז וועג, דערקלערט זיין פאָרעם ווען ספּעציעל דיווייסאַז "כאַפּן" די אַוטגאָוינג פאָטאָנס פון ליכט אויף אַ רעקאָרדינג מיטל פאַרפעסטיקט נומער פון שורות. צו שיידן פאָטאָנס פון פאַרשידענע ווייוולענגטס, געניצט דורך די דיפפראַקטיאָן דערשיינונג כוואליעס מיט פאַרשידענע פרעקווענסיעס האָבן פאַרשידענע רעפראַקטיווע אינדעקס, בכן, איינער מער דעפלעקטעד ווי די אנדערע.

פּראָפּערטיעס פון סאַבסטאַנסיז און ספּעקטראַ

די שורה ספּעקטרום פון די מאַטעריע איז יינציק פֿאַר יעדער מין פון אַטאָמס. אַז איז, אין די ימישאַן פון הידראָגען וועט געבן איין גאַנג פון שורות, און גאָלד - אנדערע. דעם פאַקט איז די באזע פֿאַר די אַפּלאַקיישאַן פון ספּעקטראַסקאַפּי. ווייל באקומען די ספּעקטרום עפּעס, איינער קענען פֿאַרשטיין וואָס איז אין מאַטעריע, אין זייַן אַטאָמס עריינדזשד קאָרעוו צו יעדער אנדערער. דעם אופֿן אַלאַוז איר צו דעפינירן און פאַרשידן פּראָפּערטיעס פון די מאַטעריאַלס, וואָס אָפֿט ניצט כעמיע און פיזיק. אַבזאָרפּשאַן און ימישאַן פון ליכט דורך אַטאָמס - איינער פון די מערסט פּראָסט מכשירים פֿאַר דעם לערנען פון די אַרומיק וועלט.

דראָבאַקס ימישאַן ספּעקטראַ

אַרויף צו דעם פונט זאגט מער וועגן ווי אַטאָמס אַרויסלאָזן. אבער יוזשאַוואַלי, אַלע די עלעקטראָנס זענען אין אָרביטאַלס אין זייַן יקוואַליבריאַם שטאַט, זיי האָבן קיין סיבה צו באַוועגן צו אנדערע לענדער. די מאַטעריע איז עפּעס פֿאַראַכט, עס מוזן ערשטער אַרייַנציען די ענערגיע. דעם מאַנגל פון אַ אופֿן אַז עקספּלויץ די אַבזאָרפּשאַן און ימישאַן פון ליכט אַטאָם. בעקיצער זאָגן אַז דער ערשטער ענין צו היץ אָדער ליכט, איידער מיר באַקומען די ספּעקטרום. ישוז וועט ניט שטיי אויף, אויב אַ געלערנטער געלערנט די שטערן, און אַזוי זיי שייַנען דורך זייער אייגן ינערלעך פּראַסעסאַז. אבער אויב איר ווילן צו לערנען אַ שטיק פון אַרץ אָדער עסנוואַרג פּראָדוקט, צו באַקומען די ספּעקטרום עס איז אַקטשאַוואַלי נייטיק צו ברענען. דעם אופֿן איז נישט שטענדיק דער פאַל.

אַבזאָרפּשאַן ספּעקטראַ

ימישאַן און אַבזאָרפּשאַן פון ליכט דורך אַטאָמס ווי אַ מיטל "אַרבעט" אין די צוויי זייטן. איר קענען שייַנען אַ ליכט אויף מאַטעריע בראָדבאַנד (ד"ה, איינער אין וואָס עס זענען פאָטאָנס פון פאַרשידענע ווייוולענגטס), און דעמאָלט זען וואָס פאָכן לענגקטס אַרייַנציען. אָבער דעם אופֿן איז פּאַסיק ניט שטענדיק, זיין זיכער אַז דער מאַטעריאַל איז טראַנספּעראַנט צו דער געוואלט טייל פון די ילעקטראָומאַגנעטיק וואָג.

קוואַליטאַטיווע און קוואַנטיטאַטיווע אַנאַליסיס

עס איז געווארן קלאָר אַז ספּעקטראַ יינציק צו יעדער מאַטעריע. די לייענער קען פאַרענדיקן אַז דעם אַנאַליסיס איז נאָר געניצט צו באַשליסן די מאַטעריאַל פון וועלכע עס איז געמאכט. אָבער, די מעגלעך קייט איז פיל ווידער. נומער פון אַטאָמס ין די קאַמפּאַונד קענען ווערן באַשטימט ניצן ספּעציעל טעקניקס ברייט דורכקוק און דערקענונג און ינטענסיטי פון די ריזאַלטינג שורות. דערצו, דעם גראדן קענען זיין אויסגעדריקט אין פאַרשידענע וניץ:

• פּראָצענט (פֿאַר משל, דעם צומיש כּולל 1% אַלומאַנאַ);
• אין מאָלעס (צעלאָזן אין דעם פליסיק 3 מאָל פון סאָדיום קלאָרייד);
• אין גראַמז (פאָרשטעלן אין דער מוסטער פון 0.2 ג פון יערייניאַם און טהאָריום 0.4 גראַמז).

מאל די אַנאַליסיס איז געמישט: ביידע קוואַליטאַטיווע און קוואַנטיטאַטיווע. אבער כוועראַז פיסיסיסץ מעמערייזד שטעלע פון די שורות, און עוואַלואַטעד זייער שאָטן מיט די הילף פון ספּעציעל טישן, אָבער איצט עס אַלע מאכט דעם פּראָגראַם.

די נוצן פון ספּעקטרום

מיר האָבן שוין דיסקאַסט אין דעטאַל, וואָס די ימישאַן און אַבזאָרפּשאַן פון ליכט דורך אַטאָמס. ספּעקטראַל אַנאַליסיס איז געניצט זייער וויידלי. עס איז קיין געגנט פון מענטש טעטיקייט, קיין ענין ווו מיר זענען קאַנסידערינג די דערשיינונג איז געווען געוויינט. דאָ זענען עטלעכע פון זיי:

1. אין די אָנהייב פון דעם אַרטיקל, מיר גערעדט וועגן Smartphones. סיליציום סעמיקאַנדאַקטער עלעמענטן האָבן ווערן אַזוי קליין, כולל דורך פאָרשונג קריסטאַלז ניצן ספּעקטראַל אַנאַליסיס.
2. אויב קיין אינצידענט עס איז די אייגנארטיקייט פון די עלעקטראָן שאָל פון יעדער אַטאָם דאַטערמאַנז וואָס מין פון קויל FIRED ערשטער, וואָס די מאַשין רייסט אַראָפּ ראַם אָדער טורעם קריין, ווי ווויל ווי עטלעכע סם פּויזאַנד מענטשן און ווי פיל צייַט ער אויסגעגעבן אין די וואַסער.
3. מעדיצין געניצט ספּעקטראַל אַנאַליסיס צו זייער מייַלע רובֿ אָפֿט אין באַציונג צו גוף פלוידס, אָבער עס כאַפּאַנז אַז דעם אופֿן איז געווענדט צו דער געוועבן.
4. ווייַט גאַלאַקסיעס, קאָסמיש גאַז וואלקנס, פּלאַנאַץ אין פראָנט פון די שטערן - אַלע דעם איז געלערנט דורך ליכט און זייַן דיקאַמפּאָוזישאַן אין ספּעקטראַ. ססיענטיסץ וויסן דעם זאַץ פון די אַבדזשעקס, זייער גיכקייַט, און די פּראַסעסאַז אַז פאַלן אין זיי רעכט צו דער פאַקט אַז זיי קענען כאַפּן און אַנאַלייז די פאָטאָנס זיי אַרויסלאָזן אָדער אַרייַנציען.

ילעקטראָומאַגנעטיק וואָג

רובֿ פון אַלע, מיר צאָלן ופמערקזאַמקייַט צו קענטיק ליכט. אבער אויף די ילעקטראָומאַגנעטיק וואָג דעם אָפּשניט איז זייער קליין. די פאַקט אַז די מענטשלעך אויג טוט נישט פאַרריכטן פיל ברייטערער זיבן פֿאַרבן פון די רעגנבויגן. קענען אַרויסלאָזן און אַרייַנציען ניט בלויז קענטיק פאָטאָנס (λ = 380-780 נם), אָבער אנדערע פאָטאָנס. ילעקטראָומאַגנעטיק וואָג כולל:

1. ראַדיאָ כוואליעס (λ = 100 קילאָמעטערס) יבערשיקן אינפֿאָרמאַציע איבער לאַנג דיסטאַנסאַז. רעכט צו די זייער גרויס ווייוולענגט, זייער ענערגיע איז זייער נידעריק. זיי זענען זייער לייכט אַבזאָרבד.
2. טעראַהערטז פאָכן (λ = 1-0,1 מילאַמיטערז) ביז לעצטנס, האבן ניט גרינג בנימצא. ביז אַהער, זייער ריי כולל ראַדיאָ כוואליעס, אָבער איצט דעם אָפּשניט פון די ילעקטראָומאַגנעטיק וואָג איז אַלאַקייטיד אין אַ באַזונדער קלאַס.
3. ינפראַרעד Wavelength (λ = 0,74-2000 מיקראָמעטערס) היץ אַריבערפירן. פייַער, ליכט, זון אַרויסלאָזן זיי אין זעט.

קענטיק ליכט מיר ריוויוד, אַזוי מער דעטאַילס וועגן עס וועט ניט שרייַבן.

ולטראַוויאָלעט ווייוולענגט (λ = 10-400 נם) טויטלעך פֿאַר מענטש אין וידעפדיק, אָבער זייער כיסאָרן איז יריווערסאַבאַל. אונדזער צענטראל שטערן גיט אַ פּלאַץ פון אַלטראַווייאַליט ליכט, און די ערד 'ס אַטמאָספער ריטיינז רובֿ פון עס.

רענטגענ-שטראַלן און גאַמאַ שטראַלן (λ <10 נם) האָבן אַ פּראָסט קייט, אָבער אַנדערש זייַן אין אָנהייב. צו קריגן זיי, עס איז נייטיק צו צעשפּרייטן עלעקטראָנס אָדער אַטאָמס צו זייער הויך וועלאָסיטיעס. לאַבאָראַטאָריע פון מענטשן זענען טויגעוודיק פון עס, אָבער אין דער נאַטור פון אַזאַ מאַכט נאָר פּאַסירן ין שטערן, אָדער די קאַליזשאַנז פון מאַסיוו אַבדזשעקס. אַ משל פון די יענער פּראָצעס קענען דינען ווי סופּערנאָוואַ יקספּלאָוזשאַנז, די אַבזאָרפּשאַן פון די שטערן דורך אַ שוואַרץ לאָך, די טרעפן פון צוויי גאַלאַקסיעס און גאַלאַקסיעס און מאַסיוו וואלקנס פון גאַז.

ילעקטראָומאַגנעטיק כוואליעס פון אַלע ריינדזשאַז, ניימלי זייער פיייקייַט צו זיין ימיטיד און אַבזאָרבד דורך אַטאָמס, זענען געניצט אין מענטש טעטיקייט. רעגאַרדלעסס פון די פאַקט אַז די לייענער האט אויסדערוויילט (אָדער נאָר צו דערווייַלן) ווי זיין לעבן ס פּאַטס, ער זיכער פּנים מיט די רעזולטאטן פון ספּעקטראַל שטודיום. די טרעגער ינדזשויז אַ מאָדערן צאָלונג וואָקזאַל ווייַל אַמאָל די געלערנטער געלערנט די פּראָפּערטיעס פון סאַבסטאַנסיז און Created אַ מיקראָטשיפּ. אַגראַריאַן פערטיליזעס די פֿעלדער און קלייַבן הויך ייעלדס זענען איצט בלויז ווייַל איין מאָל אַ דזשיאַלאַדזשאַסט דיסקאַווערד אין אַ שטיק פון פאָספאָרוס אַרץ. זי ווערז העל קליידער בלויז מיט די דערפינדונג פון פּערסיסטענט כעמיש דייז.

אבער אויב די לייענער וויל צו פאַרבינדן זייַן לעבן מיט די וועלט פון וויסנשאַפֿט, איר האָבן צו לערנען אַ פּלאַץ מער ווי די גרונט קאַנסעפּס פון די פּראָצעס פון ימישאַן און אַבזאָרפּשאַן פון פאָטאָנס פון ליכט אין אַטאָמס.