Spektrální čára

Technology

12 hours ago

Author

Spektrální čára (také diskrétní čára) je tmavá nebo světlá čára v jinak spojitém spektru. Soubor spektrálních čar vytváří čárové spektrum. Část tohoto spektra viditelná lidským okem je označována jako barevné spektrum. Spektrální čáry jsou charakterizovány vlnovou délkou, intenzitou a šířkou čáry.

Spektrální čáry vznikají emisí nebo absorpcí záření. Emise je výsledkem nadbytku a absorpce nedostatku fotonů v úzkém frekvenčním pásmu v porovnání s okolními frekvencemi pozorovaného paprsku.

Příčinou vzniku spektrálních čar jsou elektronové přechody v atomech nebo molekulách excitovaných světlem. Jsou charakteristické pro atomy a molekuly a používají se k jejich identifikaci. +more Pro svoji nezaměnitelnost se také nazývají otisky prstů. Například při spektroskopické analýze látek se neznámé otisky prstů porovnávají s otisky známých atomů a molekul.

+more images (1)

Historie

Fraunhoferovy čáry, hlavní čáry jsou označeny písmeny A, B, C, D, E, F, G, H, K.

* Absorpční čáry byly ve spektru Slunce poprvé pozorovány v roce 1802 Williamem Hyde Wollastonem a v roce 1814 nezávisle na něm popsány Josephem von Fraunhoferem. Tyto tmavé čáry ve viditelné části elektromagnetického spektra a jejím blízkém okolí se po něm nazývají Fraunhoferovy čáry. +more * Bohrův model atomuPozději bylo zjištěno, že pokles intenzity odpovídající Fraunhoferově čáře je způsoben absorpcí slunečního záření jednotlivými atomy prvků. Čáry A a B jsou způsobeny molekulami kyslíku v naší atmosféře, čára C je způsobena vodíkem, čáry D jsou způsobeny sodíkem, čáry H a K jsou způsobeny vápníkem. * Objev spektrálních čar přispěl k rozvoji kvantové mechaniky, neboť jejich existence se nedala vysvětlit klasickou elektrodynamikou. Ta tvrdila, že elektron vázaný v atomu může emitovat elektromagnetické vlny libovolných frekvencí. Spektrální čáry se podařilo vysvětlit až kvantovými čísly a vedlo k prvnímu kvantově mechanickému modelu atomu popsanému Niels Bohrem. V současnosti dokáže kvantová mechanika předpovědět spektrální čáry atomů s velmi vysokou přesností. * S dalším výzkumem vznikla spektroskopie, spektrální analýza, atomové spektroskopii (jako je spektroskopie nukleární magnetické rezonance) nebo barvení plamenem. * Analýza spektrálních čar je nepostradatelná v astronomii k identifikaci molekulární struktury hvězd, planet a mezihvězdné hmoty, což by jinak nebylo možné.

Vznik spektrálních čar

Spojité světelné spektrum tvořené fotony o různých vlnových délkách a energiích

* Spektrální čára vzniká interakcí fotonu s valenčním elektronem atomu (molekuly). * K interakci mezi fotonem a atomem dojde pouze tehdy, pokud se energie fotonu rovná rozdílu mezi energiemi základního a excitovaného stavu atomu. +more * Přechod mezi těmito hladinami může nastat absorbováním fotonu a následně zpětnou emitací fotonu se stejnou energií. * Jednotlivé spektrální čáry pak mají vlnovou délku a energii odpovídají energetickému rozdílu mezi dvěma různými stavy daného atomu a jsou unikátní pro jednotlivé chemické prvky. * Emisní a absorpční čáry téhož prvku mají stejnou energii a vlnovou délku.

Emisní čára

Příklad emisních spektrálních čar

* Emisní čára se ve spektru jeví jako jasná čára na černém podkladě. * Emisní spektrální čára vzniká tak, že určitá látka fotony příslušné frekvence emituje (vysílá). +more * K emisi dochází při přechodu z vyšší na nižší energetickou hladinu, například když elektron přechází z excitovaného stavu do základního stavu. * Emise může být spontánní nebo stimulovaná zářením příslušné frekvence.

Absorpční čára

Příklad absorpčních spektrálních čar

* Absorpční čára se ve spektru nejčastěji jeví jako černá čára na barevném podkladě. * Absorpční spektrální čára vzniká tak, že určitá látka fotony příslušné frekvence absorbuje (pohlcuje). +more * K absorpci dochází při přechodu z nižší na vyšší energetickou hladinu, například když elektron přechází ze základního do excitovaného stavu. * K absorpci může dojít, pokud je látka ozářena zářením obsahujícím fotony příslušné frekvence.

Important

Elektromagnetické spektrum

Soubor:Spectral_lines_continuous.png

Fraunhoferovy čáry

Absorpce záření

Soubor:Aluminium_spectrum_visible.png

Niels Bohr

Soubor:Chlorine_spectrum_visible.png

Spektrální čáry prvků

V následující tabulce jsou pro každý prvek uvedeny spektrální čáry, které se objevují ve viditelném spektru při vlnové délce přibližně 400-700 nm. Vlnové délky či frekvence spektrálních čar jsou charakteristické pro konkrétní prvky. +more Toho se využívá při spektroskopických metodách, které jsou velmi citlivé i na nepatrná množství prvků.

vodík	1	H	File:
helium	2	He	File:
lithium	3	Li	File:
beryllium	4	Be	File:
bor	5	B	File:
uhlík	6	C	File:
dusík	7	N	File:
kyslík	8	O	File:
fluor	9	F	File:
neon	10	Ne	File:
sodík	11	Na	File:
hořčík	12	Mg	File:
hliník	13	Al	File:
křemík	14	Si	File:
fosfor	15	P	File:
síra	16	S	File:
chlor	17	Cl	File:
argon	18	Ar	File:
draslík	19	K	File:
vápník	20	Ca	File:
skandium	21	Sc	File:
titan	22	Ti	File:
vanad	23	V	File:
chrom	24	Cr	File:
mangan	25	Mn	File:
železo	26	Fe	File:
kobalt	27	Co	File:
nikl	28	Ni	File:
měď	29	Cu	File:
zinek	30	Zn	File:
gallium	31	Ga	File:
germanium	32	Ge	File:
arsen	33	As	File:
selen	34	Se	File:
brom	35	Br	File:
krypton	36	Kr	File:
rubidium	37	Rb	File:
stroncium	38	Sr	File:
ytrium	39	Y	File:
zirkonium	40	Zr	File:
niob	41	Nb	File:
molybden	42	Mo	File:
technecium	43	Tc	File:
rubidium	44	Ru	File:
rhodium	45	Rh	File:
palladium	46	Pd	File:
stříbro	47	Ag	File:
kadmium	48	Cd	File:
indium	49	In	File:
cín	50	Sn	File:
antimon	51	Sb	File:
tellur	52	Te	File:
jod	53	I	File:
xenon	54	Xe	File:
cesium	55	Cs	File:
baryum	56	Ba	File:
lanthan	57	La	File:
cer	58	Ce	File:
praseodym	59	Pr	File:
neodym	60	Nd	File:
promethium	61	Pm	File:
samarium	62	Sm	File:
europium	63	Eu	File:
gadolinium	64	Gd	File:
terbium	65	Tb	File:
dysprosium	66	Dy	File:
holmium	67	Ho	File:
erbium	68	Er	File:
thulium	69	Tm	File:
ytterbium	70	Yb	File:
lutecium	71	Lu	File:
hafnium	72	Hf	File:
tantal	73	Ta	File:
wolfram	74	W	File:
rhenium	75	Re	File:
osmium	76	Os	File:
iridium	77	Ir	File:
platina	78	Pt	File:
zlato	79	Au	File:
rtuť	80	Hg	File:
thallium	81	Tl	File:
olovo	82	Pb	File:
bismut	83	Bi	File:
polonium	84	Po	File:
astat	85	At
radon	86	Rn	File:
francium	87	Fr
radium	88	Ra	File:
aktinium	89	Ac	File:
thorium	90	Th	File:
protaktinium	91	Pa	File:
uran	92	U	File:
neptunium	93	Np	File:
plutonium	94	Pu	File:
americium	95	Am	File:
curium	96	Cm	File:
berkelium	97	Bk	File:
kalifornium	98	Cf	File:
einsteinium	99	Es	File:

Spektrální čára

Author

Historie

Vznik spektrálních čar

Emisní čára

Absorpční čára

Important

Spektrální čáry prvků

Odkazy

Reference

Související články

Externí odkazy

Share this post:

Leave a Comment

Enjoy this post? Join Cesko.wiki

Don’t forget to share it