Направи дарение на училище!

Heart Nebula, автор Венцислав Крумов – https://www.facebook.com/AstroKrumov/

Автор: Камелия Димитрова

Понятието „спектър“ за първи път използва Нютон, за да опише своите експерименти за изследване на свойствата на светлината. Той изгражда цялостна теория, според която цветът е резултат от това как предметите взаимодействат с вече оцветената светлина, а не се поражда от самите тях.

Спектрометрията е основен метод за изследване на обектите и процесите във Вселената, чрез който всъщност се изследва взаимодействието на веществата с лъчението. Исторически тези изследвания са започнали със светлината от видимия спектър.

За основател на днешния спектрален анализ може да се смята немският учен Йозеф фон Фраунхофер (1787–1826), който със собственоръчно изобретен спектроскоп открива повече от 500 абсорбционни линии в спектъра на Слънцето и подобни линии в спектъра на други звезди, които обаче се различават по ширината си и по разстоянията между тях. В средата на XIX век Роберт Бунзен и Густав Кирхоф създават първия спектроскоп с висока разделителна способност, чрез който са получени емисионни спектри на химични вещества.

Разбери повече за БГ Наука:

***

Наблюдаваните още преди няколко века емисионни и абсорбционни спектри получават своето обяснение с развитието на човешките познания за природата на светлината и за строежа на веществата.

Природа на електромагнитното лъчение

От корпускулярната теория и вълновата теория за светлината, разпространени през XVII век, и електромагнитната теория на Майкъл Фарадей и Джеймс Максуел от XIX век, се достига до квантовата теория за електромагнетизма, която засега е една от най-точните от теоретична и експериментална гледна точка. Според съвременните схващания светлината е електромагнитно излъчване, част от електромагнитния спектър, за което е характерен корпускулярно-вълнов дуализъм. Самият електромагнитен спектър е диапазонът на всички възможни електромагнитни излъчвания. Електромагнитното лъчение представлява разпространяващи се вълни с електричен и магнитен компонент, които осцилират под прав ъгъл един спрямо друг, както и спрямо посоката на разпространение. Зависимостта между дължината на вълната λ, честотата ν и скоростта, както при всеки вълнов процес, се дава от формулата λ.ν = c, като в случая с е скоростта на светлината.

На Айнщайн принадлежи идеята, че електромагнитното лъчение представлява поток от частици – фотони, всяка от които е носител на един квант енергия. Фотоните имат енергия ε, свързана с честотата на вълната νспоред формулата ε = h.ν, където h е константата на Планк.

Строеж на веществото

Модел на Бор

Нилс Бор предлага квантовия модел за описание на атомния строеж. Моделът на Бор е планетарен. Според него електроните не обикалят около ядрото по произволни, а по точно определени квантувани орбити. Намирайки се на дадена орбита, те не приемат и не излъчват енергия, а енергийни промени се наблюдават само ако електронът премине на друго енергетично ниво – тогава той приема или отдава една порция енергия, т.е. един квант. Според хипотезата на Бор енергията не принадлежи на електрона, а на орбитата, на която се намира той. Радиусът на орбитата е пропорционален на енергията на електрона и при преходите между нива с различна енергия електронът излъчва или поглъща точно определени количества енергия във вид на фотони.

За описанието на състоянието на електрона на квантуваните орбити Бор въвежда четири квантови числа – n, l, m и s.

Цялата статия е публикувана в брой 117 на сп. Българска наука: тук!

Абонирайте се за списанието тук!

Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!