什么光可以使荧光物质发光(不同元素是如何发光的,光的特性是什

生活常识 2023-04-19 20:07生活常识www.baidianfengw.cn

原子特征光谱是电子在核外的跃迁发光,那么连续光谱是如何产生的呢?不同的元素是如何发光的?光的特性是什么?

任何物质受热时都有发光的趋势。现在,借助于炉子、灯泡线或太阳,我们可以很容易地解释这一点。例如,在18世纪后期,科学家们通过在实验室加热材料观察到了这一现象,但他们没有 我不知道如何解释。,他们知道如何将气体发出的光分解成光谱,而这个光谱的线条就是所含化学元素的特征。1859年,德国物理学家古斯塔夫罗伯特基尔霍夫称这个光谱为 发射光谱 。

图解 在589nm处D2(左)和一示范590纳米D1(右)采用用盐水灯芯在火焰发射钠D谱线

许多研究人员也试图解释物质如何产生发射光谱,但没有成功。到1900年,德国物理学家马克斯普朗克给出了一些答案。普朗克指出,这个问题在当时的物理研究中还不能完全解决。然后,他发展了一个革命性的理论,并把它标记为现代物理学的开端和迄今为止物理学的终结。

在他的理论中,普朗克断言光只能作为一种能量束发射,他称之为 量子 ,我们后来把它改名为 光子 。这个想法与公众的想法背道而驰。当时人类对光的感知。

事实上,光被看作是一种在电磁波作用下传播的连续能量形式,而不是一种带有光子粒子的不连续能量形式。

后来,在1905年,德国物理学家爱因斯坦做了进一步的研究。他不仅认为普朗克是正确的,甚至将该理论推得更远他提出光除了偶尔充当粒子(光子)之外,还具有起伏的特性,这确实使人们有必要认为光既是粒子又是波。

图解波粒二象性示意图说明,从不同角度观察同样一件物体,可以看到两种迥然不同的图样。

,爱因斯坦认为光子的能量与其辐射的波长有关。,按照他的说法,长波长的波(比如红光)携带的能量很少,而短波长的波(比如紫光)携带的能量更多。1913年,丹麦物理学家尼尔斯亨里克大卫玻尔将普朗克和爱因斯坦的研究成果整合到他的新原子模型中,并解释了物质如何以粒子的形式发光。根据玻尔的说法,原子是由带负电的电子组成的,这些电子围绕着带正电的原子核运动。,电子轨道位于离原子核非常特定的距离。

图解氢原子的玻尔模型,展示了一个电子在两个固定轨道之间跃迁并释放出一个特定频率的光子。

靠近原子核的轨道中的电子能量相对较小,因为它被正核牢牢吸引。如果电子想进入更远的轨道,就必须给予它大量的能量。一个在很远的距离上的电子有很大的能量,因为要留在轨道上,它必须能够抵消原子核在很远的距离上施加的引力。,原子核必须给它一点能量,使它进入更高的轨道。

根据玻尔的说法,当一个物体被加热时,其中的一些电子吸收能量,并倾向于从近轨道快速移动到远离原子核的轨道。然后,每个电子又回到原来靠近原子核的轨道,从而降低了它的能量含量,使它与原来轨道的能量完全匹配。

玻尔提出,正如普朗克和爱因斯坦所描述的,它以一个小 能量束 ,即当它以光子和光的形式存在时,电子摆脱了多余能量的束缚。

因为每个化学元素都有一个带正电的原子核,所以它的电子轨道有不同的高能含量。给定化学元素的电子从远处的轨道移动到附近的轨道,它发出一个具有自身特征的光子,其能量对应于其光谱中观察到的光的波长。

图解一个正弦波的波长。

考虑到一个原子可能发生几次轨道跳跃,每个化学元素都有自己独特的发射光谱。

下图显示了一些化学元素的发射光谱。显然,所有的发射线都有其特征,比如条形码或指纹。

氢的发射光谱

铁的发射光谱

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文术语

3.天文-加拿大-王晓

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为什么一种元素可以发出不同的光?能让一种荧光物质发光的光是什么?

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