Поглощение и испускание света атомами

1.

Поглощение и испускание света
атомами, линейные спектры
Ключевые явления квантовой физики и их роль в изучении атомов
Никошова Станислава 9Б

2.

Наука о атоме: основные этапы развития
Исследования спектров и
радиоактивности в XIX–XX веках
открыли путь к квантовой механике
и пониманию структуры материи.
Работы Беккереля, Кюри,
Резерфорда стали фундаментом
атомной физики.

3.

Поглощение и испускание света атомами, механизмы
Поглощение и испускание света атомами — процессы, которые происходят при переходе атома (электрона) из одного
стационарного состояния в другое. Согласно квантовой теории света, световое излучение испускается и поглощается
частицами вещества не непрерывно, а дискретно — отдельными порциями (квантами света)

4.

Поглощение
Поглощение света — процесс, обратный испусканию. Атом с нижних энергетических уровней переходит на
верхние уровни. При этом он поглощает излучение тех же частот, которые излучает при переходе с верхних
энергетических уровней на нижние.
Некоторые особенности поглощения:
Газовые атомы приходят в возбуждённое состояние под действием падающего света, но возбудить атомы
способны волны только той длины, которая строго определена для этого газа.
Спектры поглощения твёрдых и жидких тел обычно имеют вид широких тёмных полос, закрывающих часть
сплошного спектра источника, а в случае атомарных газов или паров — отдельных чёрных линий, видимых на
фоне сплошного спектра.
Закон обратимости спектральных линий — линии поглощения соответствуют линиям испускания: атомы менее
нагретого вещества поглощают из сплошного спектра как раз те частоты, которые они в других условиях
испускают

5.

Испускание
Испускание излучения происходит при самопроизвольном переходе атома с высших энергетических уровней на один из низших
энергетических уровней. Атом излучает фотон (квант электромагнитной энергии).
Некоторые особенности испускания:
Обычно (например, при нормальных условиях) атомы газа находятся в основном состоянии и не излучают света. Если такой газ
нагревается, некоторые атомы переходят на более высокие энергетические уровни. Именно эти атомы при переходе в более низкие
энергетические состояния и испускают фотоны.
Наряду с прямым переходом атом может переходить из возбуждённого состояния в основное поэтапно, через промежуточные
состояния. При этом излучаются соответствующие промежуточным переходам кванты света.
Спектр испускания — это набор отдельных узких линий различного цвета, разделённых тёмными промежутками. Каждый химический
элемент обладает своим строго индивидуальным спектром. Такие спектры отличаются друг от друга цветом отдельных светящихся
линий, их положением и числом.
Важно: частоты переходов с испусканием и поглощением, происходящие между одними и теми же энергетическими уровнями,
совпадают.

6.

Линейный спектр водорода: ключевые
переходы
Каждая линия соответствует
переходу электрона с высших
уровней на второй энергетический
уровень.
Дискретность линий подтверждает
квантование энергии в атомах,
ключевой принцип квантовой
теории.

7.

Сравнение типов спектров
Тип спектра зависит от
агрегатного состояния вещества
и физических условий
излучения.

8.

Вклад света и радиоактивности в атомную
науку
Процессы поглощения и испускания света раскрывают внутреннюю
структуру атомов, а радиоактивность демонстрирует сложность
ядра — основу современной физики.

9.

Спасибо за внимание!