Решебник по физике 9 класс Перышкин | Страница 251

Сплошной спектр содержит непрерывную последовательность цветов без тёмных промежутков. Его дают раскалённые твёрдые и жидкие тела, а также достаточно плотные нагретые газы; пример — нить лампы накаливания.

Линейчатый спектр состоит из отдельных узких светлых линий на тёмном фоне. Его получают от возбуждённых разреженных газов, когда излучают преимущественно отдельные атомы.

Небольшое количество соли натрия вносят в пламя и рассматривают его через спектральный прибор. Излучение возбуждённых атомов натрия даёт характерные линии, особенно яркие в жёлтой области.

Белый свет со сплошным спектром пропускают через более холодный разреженный газ. Атомы поглощают определённые частоты, и в прошедшем спектре появляются тёмные линии на фоне сплошной полосы.

Атомы вещества поглощают свет тех же частот, которые способны испускать в возбуждённом состоянии. Поэтому линии поглощения данного элемента совпадают по положению с его линиями испускания.

Спектральный анализ — определение состава вещества по его спектру. Получают спектр образца, сравнивают положения линий с известными спектрами элементов и по совпадениям устанавливают состав; интенсивности линий используют для оценки количества элементов.

Спектральный анализ применяют для контроля материалов в металлургии, машиностроении и атомной промышленности, а также в геологии и криминалистике. В астрономии он позволяет дистанционно определять состав звёзд и атмосфер планет, а по характеристикам и смещениям линий — исследовать физические условия и движение объектов.

В 1885 г. швейцарский математик и физик И. Бальмер, анализируя линии атомного спектра водорода, лежащие в видимом диапазоне (см. рис. 193, б, в), заметил, что их длины волн можно выразить следующим образом: λₐ = 9k/5, λᵦ = 4k/3, λᵧ = 25k/21, λδ = 9k/8, где k — некоторая постоянная. Бальмеру удалось записать одну общую формулу для этих четырёх длин волн и предсказать с её помощью существование других линий в спектре водорода. Попробуйте записать эту формулу.

Подходит формула λₙ = kn²/(n² − 4), где n = 3,4,5,6,… . При n = 3 получаем 9k/5, при n = 4 —16k/12 = 4k/3, при n = 5 —25k/21, при n = 6 —36k/32 = 9k/8. Продолжение ряда n позволяет предсказывать длины волн следующих линий серии; k — постоянная из условия.