Wat is een emissiespectrum?

Een emissiespectrum is de elektromagnetische straling (EMR), zoals zichtbaar licht, een stof uitzendt. Elk element verspreidt een unieke vingerafdruk van het licht, zodat het analyseren van de frequenties van dit licht helpt bij het identificeren van de chemische stof die het gegenereerd. Deze procedure wordt emissie spectroscopie en is een zeer nuttig wetenschappelijk hulpmiddel. Het wordt gebruikt in de astronomie de onderhavige in sterren en chemische analyse elementen bestuderen.

Elektromagnetische straling kan worden beschreven in termen van de golflengte - de afstand tussen de toppen van de golven - of de frequentie - het aantal pieken dat door het passeren van een bepaalde hoeveelheid tijd. Hoe hoger de energie van de straling, hoe korter de golflengte en hoe hoger de frequentie zal zijn. Blauw licht, bijvoorbeeld, een hogere energie en dus een hogere frequentie en kortere golflengte dan rood licht.

Soorten Spectra

Er zijn twee typen emissiespectrum. De continue soort bevat veel frequenties samenvoegen in elkaar zonder hiaten, terwijl het type lijn bevat slechts een paar verschillende frequenties. Hete voorwerpen produceren een continu spectrum, terwijl gassen energie kan absorberen stoten het dan op bepaalde specifieke golflengten, de vorming van een emissie lijn spectrum. Elk chemisch element heeft zijn eigen unieke opeenvolging van lijnen.

Hoe een continu spectrum wordt geproduceerd

Relatief dichte stoffen, als ze genoeg van krijgen heet, licht uitzenden op alle golflengten. De atomen zijn relatief dicht bij elkaar en ze energiewinst, ze bewegen meer of stoten tegen elkaar, waardoor een breed scala van energieën. Het spectrum derhalve uit EMR tegen een zeer breed frequentiebereik. De hoeveelheid straling op verschillende frequenties variëren met de temperatuur. Een ijzeren spijker in een vlam verwarmd gaat van rood naar geel naar wit als de temperatuur stijgt en zendt toenemende hoeveelheden straling op kortere golflengten.

Een regenboog is een voorbeeld van het continue spectrum door de zon Waterdruppels fungeren als prisma's, het splitsen van de zon licht in de verschillende golflengtes.

De continue spectrum wordt volledig bepaald door de temperatuur van een voorwerp en niet door de samenstelling. In feite, kunnen kleuren worden beschreven in termen van de temperatuur. In de astronomie, de kleur van een ster onthult haar temperatuur, met blauwe sterren zijn veel heter dan rode.

Hoe Elements Produceer Emission Line Spectra

Een lijn spectrum wordt geproduceerd door gas of plasma, waarbij de atomen ver genoeg elkaar niet direct beïnvloeden. De elektronen in een atoom kan bestaan ​​op verschillende energieniveaus. Wanneer alle elektronen in een atoom het laagst energieniveau wordt het atoom gezegd moet in de grondtoestand. Zoals energie absorbeert, kan een elektron springen naar een hoger energieniveau. Vroeg of laat zal echter het elektron terug tot het laagste niveau, en het atoom naar zijn grondtoestand, emitting energie als elektromagnetische straling.

De energie van de EMR overeen met het verschil in energie tussen het elektron hogere en lagere toestanden. Als een elektron druppels van een hoog naar een laag energieniveau, de grootte van de sprong bepaalt de frequentie van de straling. Blauw licht, bijvoorbeeld, duidt een grotere daling energie dan rood licht.

Elk element heeft zijn eigen bewerking van elektronen en mogelijke energie. Als een elektron absorbeert straling met een bepaalde frequentie, zal later straling uitzenden op dezelfde frequentie: de golflengte van het geabsorbeerde straling bepaalt de eerste sprong in energie, en dus de uiteindelijke sprong terug naar de grondtoestand. Hieruit volgt dat atomen van een bepaald element alleen straling uitzenden bij bepaalde golflengten, die een patroon dat uniek element.

Observeren Spectra

Een instrument bekend als een spectroscoop of spectrometer wordt gebruikt om de emissie spectra te observeren. Het maakt gebruik van een prisma of een diffractierooster licht, en soms andere vormen van EMR gesplitst in hun verschillende frequenties. Dit kan een continu of lijn spectrum geven, afhankelijk van de bron van het licht.

Een lijn emissiespectrum wordt weergegeven als een reeks gekleurde lijnen tegen een donkere achtergrond. Door overwegende de posities van de lijnen kan een spectroscopist ontdekken welke elementen aanwezig in de bron van het licht. Het emissiespectrum van waterstof, de eenvoudigste element bestaat uit een reeks van lijnen in de rode, blauwe en violette bereik van zichtbaar licht. Andere elementen vaak complexe spectra.

Vlam Tests

Sommige elementen licht uitstralen voornamelijk uit slechts één kleur. In deze gevallen is het mogelijk om het element in een monster te identificeren door het uitvoeren van een vlamtest. Dit omvat het verwarmen van het monster in een vlam, waardoor het verdampen en zenden straling op karakteristieke frequenties en geven een duidelijk zichtbare kleur aan de vlam. Het element natrium, bijvoorbeeld, geeft een sterke gele kleur. Veel elementen kunnen gemakkelijk worden geïdentificeerd op deze manier.

Moleculaire Spectra

Hele moleculen kunnen ook de emissie spectra, die het gevolg zijn van veranderingen in de manier waarop ze trillen of draaien. Deze omvatten lagere energieën en meestal emissies in het infrarode deel van het spectrum te produceren. Astronomen hebben een aantal interessante moleculen geïdentificeerd ruimte door infraroodspectroscopie, en de techniek wordt vaak gebruikt in de organische chemie.

Absorptiespectra

Het is belangrijk onderscheid te maken tussen emissie en absorptiespectra. In een absorptiespectrum, sommige golflengten van licht geabsorbeerd als ze door een gas, die een patroon van donkere lijnen tegen een continue achtergrond. Elementen absorberen dezelfde golflengten dat ze uitzenden, zodat dit kan worden gebruikt om ze te identificeren. Bijvoorbeeld, het licht van de zon die door de atmosfeer van Venus produceert een absorptiespectrum waarmee wetenschappers de samenstelling van de atmosfeer van de planeet bepalen.

  • Regenbogen bevatten de kleuren van het zichtbare spectrum.
  • De elektronen in een atoom kan bestaan ​​op verschillende energieniveaus.
  • Een radio-telescoop kijkt naar de uitstoot van hemellichamen in het radio-gedeelte van het elektromagnetische spectrum.

© 2019 Quilcedacarvers.com | Contact us: webmaster# quilcedacarvers.com