發射波譜的發現歷史，人類科學的大跨越，物質內部其實別有洞天？

2023-04-01 23:30:37 1

發射光譜

當物體產生光

任何材料變熱時，它會發光在日常生活中，廚房用具、燈泡的金屬絲或太陽都可以用這種現象來解釋。

在19世紀末，科學家們也通過在實驗室加熱物質來觀察這一現象，但不知道如何解釋。然而，他們知道如何將氣體發出的光分解成光譜，並通過觀察光的特性來判斷光中包含的化學元素。1859年，德國物理學家古斯塔夫·羅伯特·基爾霍夫稱這種光譜為「發射光譜」

圖:自發輻射圖

許多研究人員試圖解釋物質如何產生發射光譜，但他們沒有成功1900年，德國物理學家馬克斯·普朗克部分回答了這個問題

普朗克第一次發現用當時的物理原理不可能克服這個問題。因此，他闡述了一個革命性的理論，它標誌著現代物理學的開始和在此之前物理學的結束。在他的理論中，普朗克斷言光只能以小能量束髮射。他稱之為「量子」，後來改名為「光子」這樣的建議與當時已知的情況相矛盾。

光因此被認為是在電磁波的出現下傳播的連續能量的一種形式，而不是作為粒子光子存在時的不連續能量的一種形式。德國物理學家阿爾伯特·愛因斯坦在1905年加入了這個領域他不僅同意普朗克的觀點，而且還提出了一個更進一步的觀點:他認為，除了像粒子(光子)這樣的偶然特徵之外，光還具有連續起伏的特徵，所以光必須被視為具有波粒二象性的物質此外，愛因斯坦還確定光子的能量與其輻射的波長有關因此，根據他的陳述，波長較大的波(如紅光)攜帶較少的能量，而波長較短的波(如紫光)攜帶較多的能量。

1913年，丹麥物理學家尼爾斯·亨利克·戴維·玻爾將普朗克和愛因斯坦的進步理論融入到他的新原子模型中，並解釋了物質如何以粒子的形式發光。根據玻爾的說法，原子是由帶負電的電子組成的，它們圍繞帶正電的原子核運行，從它們的軌道到原子核的距離非常特殊。

在原子核附近的軌道中具有相對較小的電子能量，該能量實際上被吸引它的原子核牢牢地包含。因此，我們必須給它很大的能量，讓它移動到更高的軌道。佔據更遠位置的電子有大量的能量，為了留在軌道上，它必須補償它離原子核的巨大距離，試圖對它施加吸引力。因此，只需要一點點能量就能將它移動到一個更高的軌道。

玻爾說，當一個天體被加熱時，它的一些電子吸收能量，並傾向於從近軌道快速移動到離原子核更遠的軌道。然後，每個電子回到靠近原子核的原始軌道，減少它的能量含量，使它能穩定地存在於原始軌道。

玻爾提出，電子是以普朗克和愛因斯坦描述的小「能量包」的形式存在的，即以光子和光的形式存在，以消除它們多餘的能量

因為每個化學元素都有一個明顯帶正電的原子核，它的電子軌道包含不同的能量。從遙遠的軌道移動到更近的軌道，給定化學元素的電子發射特徵光子，其能量對應於在其發射光譜中觀察到的光波長度

的圖示:589nm處的D2(左)和示例性的590 nm D1(右)用於在具有鹽水芯的火焰中發射鈉D線

。每種化學物質都有自己獨特的發射譜線，這是因為原子內部可能有多個軌道躍遷

下圖顯示了一些化學元素的發射光譜。很容易看出，每種元素都有其特有的譜線，比如條形碼或指紋，科學家可以準確地識別它們。

圖:氫發射光譜

圖:鐵發射光譜

相關知識

發射光譜是一種現象，當一個元素被激發(加熱)時，相對於電磁輻射，某些頻率的輻射強度在每個頻率上增加圖

:金屬滷化物燈發射光譜

當化學元素中的電子被激發時，它會躍遷到更高的能量軌道。當電子離開激發態並返回到較低能量軌道時，能量將被重新輻射，分離的發射線是所提到的波長。請注意，輻射的譜線頻率將比原始頻率更寬，這是譜線加寬的效果。

參考

1。維基百科全書

2。天文名詞

FY: sphaigne

作者:astro-canada.ca

如果有任何侵犯相關內容，請在30天內聯繫作者刪除

轉載並獲得授權，並注意保持完整性和註明來源