Какво е nadphn в биологията. Дехидрогеназите са ензими от класа на оксидоредуктазите (пиридин-зависими, флавин-зависими, аеробни и анаеробни видове, физиология, биохимия)
През седемнадесети век, обозначавайки съвкупността от всички значения на всяко физическо количество. Енергия, маса, оптично лъчение. Именно последното често се има предвид, когато говорим за спектъра на светлината. По-конкретно, светлинният спектър е набор от ленти на оптично излъчване различни честоти, някои от които можем да видим всеки ден в света около нас, докато някои от тях са недостъпни за невъоръжено око. В зависимост от възможността за възприятие от човешкото око, светлинният спектър е разделен на видима и невидима част. Последният от своя страна е изложен на инфрачервена и ултравиолетова светлина.
Видове спектри
Също така има различни видовеспектри. Има три от тях, в зависимост от спектралната плътност на интензитета на излъчване. Спектрите могат да бъдат непрекъснати, линейни или на ивици. Видовете спектри се определят с помощта на
Непрекъснат спектър
Непрекъснат спектър се образува от твърди вещества или газове, нагрети до висока температура. висока плътност. Добре познатата дъга от седем цвята е пряк пример за непрекъснат спектър.
Линеен спектър
Също така представлява типове спектри и идва от всяко вещество в газообразно атомно състояние. Тук е важно да се отбележи, че е в атомната, а не в молекулярната. Този спектър осигурява изключително ниско взаимодействие на атомите един с друг. Тъй като няма взаимодействие, атомите излъчват вълни с постоянно еднаква дължина. Пример за такъв спектър е сиянието на газове, нагрети до висока температура.
Лентов спектър
Раираният спектър визуално представлява отделни ленти, ясно ограничени от доста тъмни интервали. Освен това всяка от тези ленти не е излъчване със строго определена честота, а се състои от голямо количествосветлинни линии, разположени близо една до друга. Пример за такива спектри, както в случая на линейни спектри, е светенето на пари при висока температура. Те обаче вече не са създадени от атоми, а от молекули, които имат изключително тясна обща връзка, която предизвиква такова сияние.
Абсорбционен спектър
Видовете спектри обаче не свършват дотук. Освен това има друг тип, известен като абсорбционен спектър. При спектралния анализ спектърът на абсорбция е тъмни линии на фона на непрекъснат спектър и по същество спектърът на абсорбция е израз на зависимостта от скоростта на абсорбция на веществото, която може да бъде повече или по-малко висока.
Въпреки че има широк обхватекспериментални подходи за измерване на абсорбционните спектри. Най-често срещаният е експеримент, при който генерираният лъч лъчение преминава през охладен (така че да няма взаимодействие на частици и следователно светене) газ, след което се определя интензитетът на лъчението, преминаващо през него. Прехвърлената енергия може да се използва за изчисляване на абсорбцията.
Спектрален анализ, метод за качествено и количествено определяне на състава на веществата, основан на изследването на техните спектри на излъчване, абсорбция, отражение и луминесценция. Правете разлика между атомни и молекулни спектрален анализ, чиито задачи са да определят съответно елементния и молекулния състав на дадено вещество. Емисия спектрален анализизвършва се с помощта на емисионните спектри на възбудени атоми, йони или молекули различни начини, усвояване спектрален анализ- чрез абсорбционни спектри електромагнитно излъчванеанализирани обекти (вж Абсорбционна спектроскопия). В зависимост от целта на изследването, свойствата на анализираното вещество, спецификата на използваните спектри, областта на дължината на вълната и други фактори, ходът на анализа, оборудването, методите за измерване на спектрите и метрологичните характеристики на резултатите варират значително. Според това спектрален анализразделен на число независими методи(виж по-специално отражателна спектроскопия, ултравиолетова спектроскопия, ).
Често под спектрален анализразбирайте само атомно-емисионен спектрален анализ (AESA) - метод за елементен анализ, основан на изследване на емисионните спектри на свободни атоми и йони в газовата фаза в диапазона на дължината на вълната 150-800 nm (вижте).
Проба от изпитваното вещество се въвежда в източник на радиация, където се изпарява, дисоциира молекули и възбужда получените атоми (йони). Последните излъчват характерно лъчение, което постъпва в записващото устройство на спектралния уред.
При качествения спектрален анализ спектрите на пробите се сравняват със спектрите на известни елементи, дадени в съответните атласи и таблици на спектралните линии, и по този начин се установява елементният състав на анализираното вещество. При количествен анализ количеството (концентрацията) на желания елемент в анализираното вещество се определя от зависимостта на големината на аналитичния сигнал (плътност на почерняване или оптична плътност на аналитичната линия върху фотографска плака; светлинен поток към фотоелектрическия приемник ) на желания елемент върху съдържанието му в пробата. Тази зависимост се определя по комплексен начин от много трудни за контрол фактори (обемния състав на пробите, тяхната структура, дисперсия, параметри на източника на възбуждане на спектрите, нестабилност на записващите устройства, свойства на фотографските плаки и др. ). Следователно, като правило, за установяването му за калибриране се използва набор от проби, които по брутен състав и структура са възможно най-близки до анализираното вещество и съдържат известни количества от определяните елементи. Такива проби могат да служат като специално подготвени метални материали. сплави, смеси от вещества, разтвори, вкл. и произведени от индустрията. За да елиминирате влиянието върху резултатите от анализа на неизбежните разлики в свойствата на анализираните и стандартните проби, използвайте различни техники; например, те сравняват спектралните линии на определяния елемент и така наречения референтен елемент, който е подобен по химически и физични свойствакъм дефинираното. Когато анализирате материали от един и същи тип, можете да използвате същите зависимости за калибриране, които периодично се коригират с помощта на проби за проверка.
Чувствителността и точността на спектралния анализ зависят главно от физически характеристикиизточници на излъчване (възбуждане на спектри) - температура, концентрация на електрони, време на престой на атомите в зоната на възбуждане на спектрите, стабилност на режима на източника и др. За решаване на конкретен аналитичен проблем е необходимо да се избере подходящ източник на радиация, да се оптимизират неговите характеристики с помощта на различни техники - използването на инертна атмосфера, приложението магнитно поле, въвеждането на специални вещества, които стабилизират температурата на разреждане, степента на йонизация на атомите, процесите на дифузия на оптимално ниво и др. Поради разнообразието от взаимно влияещи се фактори често се използват методи за математическо планиране на експерименти.
При анализиране твърди веществаНай-често се използват дъгови (постоянен и променлив ток) и искрови разряди, захранвани от специално проектирани стабилизиращи генератори (често с електронно управление). Създадени са и универсални генератори, с помощта на които се получават разряди различни видовес променливи параметри, влияещи върху ефективността на процесите на възбуждане на изследваните проби. Твърда електропроводима проба може директно да служи като дъгов или искров електрод; Непроводими твърди проби и прахове се поставят във вдлъбнатините на въглеродни електроди с една или друга конфигурация. В този случай както пълното изпаряване (пръскане) на анализираното вещество, така и частичното изпаряване на последното и възбуждането на компонентите на пробата се извършват в съответствие с техните физически и химични свойства, което подобрява чувствителността и точността на анализа. За да се подобри ефектът от фракционирането на изпаряване, добавките към анализираното вещество на реагентите се използват широко, насърчавайки образуването на силно летливи съединения (флуориди, хлориди, сулфиди и др.) На определени елементи при висока температура [(5-7) ·10 3 K] условия на въглищна дъга. За анализа на геоложки проби под формата на прахове широко се използва методът на разпръскване или издухване на проби в зоната на разряд от въглеродна дъга.
При анализиране на металургични проби, наред с различни видове искрови разряди, се използват и източници на светлина с тлеещ разряд (лампи Grim, разряд в кух катод). Разработени са комбинирани автоматизирани източници, в които за изпаряване или разпрашване се използват газоразрядни лампи или електротермични анализатори, а за получаване на спектри се използват например високочестотни плазмотрони. В този случай е възможно да се оптимизират условията за изпаряване и възбуждане на определяните елементи.
При анализ на течни проби (разтвори) най-добри резултатисе получават чрез използване на високочестотни (HF) и ултрависокочестотни (микровълнови) плазматрони, работещи в инертна атмосфера, както и чрез пламъчен фотометричен анализ (виж). За да се стабилизира температурата на разрядната плазма на оптимално ниво, се въвеждат добавки от лесно йонизиращи се вещества, като алкални метали. Особено успешно се използва ВЧ разряд с индуктивно свързване на тороидална конфигурация (фиг. 1). Той разделя поглъщането на радиочестотната енергия и спектралните зони на възбуждане, което позволява драстично увеличаване на ефективността на възбуждане и полезното аналитично съотношение сигнал/шум и по този начин постигане на много ниски граници на откриване за широк диапазон от елементи. Пробите се въвеждат в зоната на възбуждане с помощта на пневматични или (по-рядко) ултразвукови пръскачки. Когато се анализира с помощта на HF и микровълнови плазмотрони и пламъчна фотометрия, относителната стандартно отклонениее 0,01-0,03, което в някои случаи позволява използването на спектрален анализ вместо точен, но по-трудоемък и отнемащ време химични методианализ.
За анализ на газови смеси са необходими специални вакуумни инсталации; спектрите се възбуждат с помощта на RF и микровълнови разряди. Поради развитието на газовата хроматография, тези методи се използват рядко.
Ориз. 1. ВЧ плазмотрон: 1-факел за изгорели газове; 2-спектърна зона на възбуждане; 3-зона на абсорбция на HF енергия; 4-отоплителен индуктор; 5-вход за охлаждащ газ (азот, аргон); 6-вход на плазмообразуващ газ (аргон); 7-вход на пулверизирана проба (газ носител - аргон).
При анализиране на вещества с висока чистота, когато е необходимо да се определят елементи, чието съдържание е по-малко от 10 -5%, както и при анализиране на токсични и радиоактивни вещества, пробите се обработват предварително; например определяните елементи се отделят частично или напълно от основата и се прехвърлят в по-малък обем разтвор или се добавят към по-малка маса от вещество, по-удобно за анализ. За разделяне на компонентите на пробата се използва фракционна дестилация на основата (по-рядко примеси), адсорбция, утаяване, екстракция, хроматография и йонообмен. Спектрален анализ с помощта на изброените химични методиКонцентрацията на пробата обикновено се нарича химичен спектрален анализ. Допълнителните операции за разделяне и концентрация на определяните елементи значително увеличават сложността и продължителността на анализа и влошават неговата точност (относителното стандартно отклонение достига стойности от 0,2-0,3), но намалява границите на откриване с 10-100 пъти.
Специфична област на спектралния анализ е микроспектрален (локален) анализ. В този случай микрообем от веществото (дълбочина на кратера от десетки микрона до няколко микрона) обикновено се изпарява чрез лазерен импулс, действащ върху участък от повърхността на пробата с диаметър няколко десетки микрона. За възбуждане на спектрите най-често се използва импулсен искров разряд, синхронизиран с лазерен импулс. Методът се използва в изследването на минералите и металургията.
Спектрите се записват с помощта на спектрографи и спектрометри (квантометри). Има много видове от тези устройства, които се различават по бленда, дисперсия, разделителна способност и работен спектрален диапазон. Голяма апертура е необходима за записване на слаби лъчения, голяма дисперсия е необходима за разделяне на спектрални линии с подобни дължини на вълните при анализиране на вещества с многолинейни спектри, както и за повишаване на чувствителността на анализа. Като светлоразпръскващи устройства се използват дифракционни решетки (плоски, вдлъбнати, резбови, холографски, профилирани) с от няколкостотин до няколко хиляди линии на милиметър; много по-рядко се използват кварцови или стъклени призми.
Спектрографите (фиг. 2), които записват спектри върху специални фотографски плаки или (по-рядко) върху фотографски филми, са за предпочитане за качествен спектрален анализ, т.к. ви позволяват да изследвате целия спектър на пробата наведнъж (в работната зона на устройството); те обаче се използват и за количествен анализпоради сравнителната евтиност, достъпност и лекота на поддръжка. Потъмняването на спектралните линии на фотографските плаки се измерва с помощта на микрофотометри (микроденситометри). Използването на компютри или микропроцесори осигурява автоматичен режимизмервания, обработка на резултатите от тях и издаване крайни резултатианализ.
Фиг.2. Оптична конструкция на спектрографа: 1-входна цепка; огледало с 2 завъртания; 3-сферично огледало; 4-дифракционна решетка; 5-светлинна скала осветление; 6-скала; 7-фото плоча.
Ориз. 3. Квантометърна схема (от 40 записващи канала са показани само три): 1-полихроматор; 2-дифракционни решетки; 3-изходни слота; 4-фото-електронен умножител; 5-входни слота; 6-триножници с източници на светлина; 7 генератора за искров и дъгов разряд; 8-електронно записващо устройство; 9-контролен компютърен комплекс.
Спектрометрите извършват фотоелектричен запис на аналитични сигнали с помощта на фотоумножителни тръби (ФЕУ) с автоматична обработка на данни на компютър. Фотоелектричните многоканални (до 40 канала или повече) полихроматори в квантометри (фиг. 3) позволяват едновременен запис на аналитични линии на всички определени елементи, предоставени от програмата. При използване на сканиращи монохроматори се осигурява многоелементен анализ висока скоростсканиране в целия спектър в съответствие с дадена програма.
За определяне на елементи (C, S, P, As и др.), Чиито най-интензивни аналитични линии са разположени в UV областта на спектъра при дължини на вълните по-малки от 180-200 nm, се използват вакуумни спектрометри.
При използване на квантови метри продължителността на анализа се определя до голяма степен от процедурите за подготовка на изходния материал за анализ. Значително намаляване на времето за подготовка на пробите се постига чрез автоматизиране на най-отнемащите време етапи - разтваряне, довеждане на разтвори до стандартен състав, окисляване на метали, смилане и смесване на прахове, вземане на проби от дадена маса. В много случаи многоелементният спектрален анализ се извършва в рамките на няколко минути, например: когато се анализират разтвори с помощта на автоматизирани фотоелектрични спектрометри с радиочестотни плазмотрони или когато се анализират метали по време на процеса на топене с автоматично подаване на проби към източника на радиация.
Замисляли ли сте се как знаем за свойствата на далечните небесни тела?
Със сигурност знаете, че дължим тези знания на спектралния анализ. Често обаче подценяваме приноса на този метод за самото разбиране. Появата на спектралния анализ преобърна много установени парадигми за структурата и свойствата на нашия свят.
Благодарение на спектралния анализ имаме представа за мащаба и величието на пространството. Благодарение на него вече не ограничаваме Вселената до Млечния път. Спектралният анализ ни разкри голямо разнообразие от звезди, разказвайки ни за тяхното раждане, еволюция и смърт. Този метод е в основата на почти всички съвременни и дори бъдещи астрономически открития.
Научете за непостижимото
Преди два века беше общоприето, че химическият състав на планетите и звездите завинаги ще остане загадка за нас. Всъщност в съзнанието на онези години космическите обекти винаги ще останат недостъпни за нас. Следователно, ние никога няма да получим извадка от която и да е звезда или планета и никога няма да знаем нейния състав. Откриването на спектралния анализ напълно опроверга това погрешно схващане.
Спектралният анализ ви позволява дистанционно да научите за много свойства на отдалечени обекти. Естествено, без такъв метод съвременната практическа астрономия е просто безсмислена.
Линии на дъга
Тъмните линии в спектъра на Слънцето са забелязани още през 1802 г. от изобретателя Уоластън. Самият откривател обаче не беше особено фиксиран върху тези линии. Техните задълбочени изследвания и класификация са извършени през 1814 г. от Фраунхофер. По време на своите експерименти той забеляза, че Слънцето, Сириус, Венера и изкуствените източници на светлина имат свой собствен набор от линии. Това означаваше, че тези линии зависят единствено от източника на светлина. Не ги засяга земна атмосфераили свойства на оптично устройство.
Природата на тези линии е открита през 1859 г. от немския физик Кирхоф заедно с химика Робърт Бунзен. Установяват връзка между линиите в спектъра на Слънцето и емисионните линии на парите различни вещества. Така те направиха революционното откритие, че всеки химичен елемент има свой собствен набор от спектрални линии. Следователно по излъчването на всеки обект може да се научи за неговия състав. Така се ражда спектралният анализ.
През следващите десетилетия чрез спектрален анализ бяха открити много химични елементи. Те включват хелий, който е открит за първи път в Слънцето, откъдето е получил името си. Поради това първоначално се смяташе, че е изключително слънчев газ, докато не беше открит на Земята три десетилетия по-късно.
Три вида спектър
Какво обяснява това поведение на спектъра? Отговорът се крие в квантовата природа на радиацията. Както е известно, когато един атом абсорбира електромагнитна енергия, неговият външен електрон се премества на по-високо енергийно ниво. Аналогично и с радиацията - на по-ниско ниво. Всеки атом има собствена разлика в енергийните нива. Оттук и уникалната честота на абсорбция и излъчване за всеки химичен елемент.
Именно на тези честоти газът излъчва и излъчва. В същото време трудно и течни телапри нагряване те излъчват пълен спектър, независимо от химичния им състав. Следователно полученият спектър се разделя на три вида: непрекъснат, линеен спектър и спектър на поглъщане. Съответно непрекъснат спектър се излъчва от твърди вещества и течности, а линеен спектър се излъчва от газове. Спектърът на поглъщане се наблюдава, когато непрекъснатото лъчение се абсорбира от газ. С други думи, цветните линии на тъмен фонлинейният спектър ще съответства на тъмни линии на многоцветен фон на абсорбционния спектър.
Това е спектърът на поглъщане, който се наблюдава в Слънцето, докато нагретите газове излъчват радиация с линеен спектър. Това се обяснява с факта, че фотосферата на Слънцето, въпреки че е газ, не е прозрачна за оптичния спектър. Подобна картина се наблюдава и при други звезди. Интересното е, че по време на пълния слънчево затъмнениеспектърът на Слънцето става изпъстрен. Всъщност в този случай идва от прозрачен външни слоевенея .
Принципи на спектроскопията
Оптичният спектрален анализ е относително прост в техническото изпълнение. Работата му се основава на разлагането на излъчването на изследвания обект и по-нататъшен анализ на получения спектър. Използвайки стъклена призма, през 1671 г. Исак Нютон извършва първото "официално" разлагане на светлината. Той също така въвежда думата "спектър" в научна употреба. Всъщност, докато подреждаше светлината по същия начин, Уоластън забеляза черни линии в спектъра. Спектрографите също работят на този принцип.
Светлинното разлагане може да се извърши и с помощта на дифракционни решетки. Допълнителен анализ на светлината може да се извърши с помощта на различни методи. Първоначално за това е използвана тръба за наблюдение, а след това камера. В наши дни полученият спектър се анализира от високо прецизни електронни инструменти.
Досега говорихме за оптична спектроскопия. Съвременният спектрален анализ обаче не се ограничава до този диапазон. В много области на науката и технологиите се използва спектрален анализ на почти всички видове електромагнитни вълни - от радио до рентгенови лъчи. Естествено, такива изследвания се извършват с помощта на различни методи. Без различни методи за спектрален анализ нямаше да познаваме съвременната физика, химия, медицина и, разбира се, астрономия.
Спектрален анализ в астрономията
Както беше отбелязано по-рано, именно от Слънцето започна изследването на спектралните линии. Ето защо не е изненадващо, че изследването на спектрите веднага намери своето приложение в астрономията.
Разбира се, първото нещо, което астрономите започнаха да правят, беше да използват този метод за изследване на състава на звездите и други космически обекти. Така всяка звезда придобива собствен спектрален клас, отразяващ температурата и състава на атмосферата им. Станаха известни и параметрите на атмосферите на планетите. слънчева система. Астрономите се доближиха до разбирането на природата на газовите мъглявини, както и на много други небесни обекти и явления.
С помощта на спектралния анализ обаче можете да научите не само за качествен съставобекти.
Измерете скоростта
Доплеров ефект в астрономията Доплеров ефект в астрономията
Ефектът на Доплер е теоретично разработен от австрийски физик през 1840 г., на когото е кръстен. Този ефект може да се наблюдава, като слушате свирката на преминаващ влак. Височината на свирката на приближаващ влак ще бъде забележимо различна от тази на движещ се влак. Приблизително така е доказан теоретично ефектът на Доплер. Ефектът е, че за наблюдателя дължината на вълната на движещия се източник е изкривена. Тя се увеличава с отдалечаването на източника и намалява с приближаването му. Електромагнитните вълни имат подобно свойство.
Когато източникът се отдалечи, всички тъмни ленти в неговия емисионен спектър се изместват към червената страна. Тези. всички дължини на вълните се увеличават. По същия начин, когато източникът се приближи, те се изместват към виолетовата страна. Така той се превърна в отлично допълнение към спектралния анализ. Сега по линиите в спектъра беше възможно да се разпознае това, което преди изглеждаше невъзможно. Измервайте скоростта на космическите обекти, изчислявайте орбиталните параметри на двойните звезди, скоростта на въртене на планетите и много други. Специална роляпредизвика ефект на „червено отместване“ в космологията.
Откритието на американския учен Едуин Хъбъл е сравнимо с развитието на хелиоцентричната система на света от Коперник. Изучавайки яркостта на цефеидите в различни мъглявини, той доказа, че много от тях се намират много по-далеч от Млечния път. Сравнявайки получените разстояния със спектрите на галактиките, Хъбъл открива известния си закон. Според него разстоянието до галактиките е пропорционално на скоростта на тяхното отдалечаване от нас. Въпреки че законът му се различава донякъде от модерни идеи, откритието на Хъбъл разшири обхвата на Вселената.
Спектрален анализ и съвременна астрономия
Днес почти няма астрономически наблюдения без спектрален анализ. С негова помощ се откриват нови екзопланети и се разширяват границите на Вселената. Спектрометрите се носят на марсоходите и междупланетните сонди, космическите телескопи и изследователските спътници. Всъщност без спектрален анализ нямаше да има съвременна астрономия. Щяхме да продължим да гледаме празната, безлика светлина на звездите, за която нямаше да знаем нищо.
Кирхоф и Бунзен за първи път опитват спектрален анализ през 1859 г. Двама създадоха спектроскоп, който прилича на тръба неправилна форма. От едната страна имаше дупка (колиматор), в която попадаха изследваните светлинни лъчи. Вътре в тръбата имаше призма, която отклоняваше лъчите и ги насочваше към друг отвор в тръбата. На изхода физиците можеха да видят светлина, разложена на спектър.
Учените решили да проведат експеримент. След като затъмниха стаята и покриха прозореца с плътни завеси, те запалиха свещ близо до процепа на колиматора и след това взеха парчета различни веществаи ги постави в пламъка на свещ, като наблюдаваше дали спектърът се промени. И се оказа, че горещите пари на всяко вещество дават различни спектри! Тъй като призмата стриктно разделяше лъчите и не им позволяваше да се припокриват един с друг, беше възможно да се идентифицира точно веществото от получения спектър.
Впоследствие Кирхоф анализира спектъра на Слънцето, откривайки, че някои химически елементи присъстват в неговата хромосфера. Това породи астрофизиката.
Характеристики на спектралния анализ
За извършване на спектрален анализ е необходимо много малко количество вещество. Този метод е изключително чувствителен и много бърз, което позволява не само да се използва за най-различни нужди, но и понякога го прави просто незаменим. Известно е със сигурност, че всяка периодична таблица излъчва специален спектър, само за него, следователно при правилно извършен спектрален анализ е почти невъзможно да се направи грешка.
Видове спектрален анализ
Спектралния анализ може да бъде атомен или молекулярен. С помощта на атомен анализ може да се разкрие съответно атомният състав на веществото, а чрез молекулярен анализ - молекулният състав.
Има два начина за измерване на спектъра: емисия и абсорбция. Емисионният спектрален анализ се извършва чрез изследване на какъв спектър излъчват избрани атоми или молекули. За целта трябва да им се даде енергия, тоест да се възбудят. Абсорбционният анализ, напротив, се извършва с помощта на абсорбционния спектър на електромагнитно изследване, насочено към обекти.
Чрез спектрален анализ е възможно да се измерват различни различни характеристикивещества, частици или дори големи физически тела(например космически обекти). Ето защо спектралният анализ се разделя допълнително на различни методи. За да получите резултата, необходим за конкретна задача, трябва правилно да изберете оборудването, дължината на вълната за изследване на спектъра, както и самата спектрална област.
Приложение на спектралния анализ
Методът, който дава ценна и най-разнообразна информация за небесните тела, е спектралният анализ. Тя ви позволява да определите от анализа на светлината качествения и количествения химичен състав на звездата, нейната температура, наличието и силата на магнитното поле, скоростта на движение по линията на видимост и много други.
Спектралният анализ се основава на разлагането на бялата светлина на нейните съставни части. Ако лъч светлина е насочен към страничната повърхност на тристенна призма, тогава, пречупвайки се в стъклото по различни начини, компонентите Бяла светлиналъчите ще произведат дъгова ивица на екрана, наречена спектър. В спектъра всички цветове винаги са разположени в определен ред.
Както знаете, светлината се разпространява под формата на електромагнитни вълни. Всеки цвят отговаря на определена дължина електромагнитна вълна. Дължината на вълната в спектъра намалява от червени лъчи до виолетови лъчи от приблизително 0,7 до 0,4 μm. Отвъд виолетовите лъчи на спектъра лежи ултравиолетови лъчи, невидими за окото, но действащи върху фотографската плака. Те имат още по-къси дължини на вълните рентгенови лъчи. Рентгеновото лъчение от небесните тела, важно за разбирането на тяхната природа, е блокирано от земната атмосфера.
Отвъд червените лъчи на спектъра е областта на инфрачервените лъчи. Те са невидими, но действат и върху специални фотоплаки. Спектралните наблюдения обикновено означават наблюдения в диапазона от инфрачервени до ултравиолетови лъчи.
За изследване на спектрите се използват инструменти, наречени спектроскоп и спектрограф. Спектърът се изследва със спектроскоп и се снима със спектрограф. Снимка на спектър се нарича спектрограма.
Съществуват следните видовеспектри:
Твърд или непрекъснат спектър под формата на дъгова ивица се произвежда от твърди и течни горещи тела (въглища, нажежаема жичка на електрическа лампа) и сравнително плътни газови маси.
Линеен спектър на радиация се произвежда от разредени газове и пари при силно нагряване или под въздействието на електромагнитен разряд. Всеки газ излъчва строго определен набор от дължини на вълните и произвежда линеен спектър, характерен за даден химичен елемент. Силни промени в състоянието на даден газ или неговите условия на светене, като нагряване или йонизация, причиняват определени промени в спектъра на даден газ.
Съставени са таблици със списък на линиите на всеки газ и посочване на яркостта на всяка линия. Например в спектъра на натрия две жълти линии са особено ярки.
Установено е, че спектърът на атом или молекула е свързан с тяхната структура и отразява определени промени, които настъпват в тях по време на процеса на светене.
Линеен абсорбционен спектър се получава от газове и пари, когато зад тях има ярка или по-ярка светлина. гореща пролетдавайки непрекъснат спектър. Абсорбционният спектър е непрекъснат спектър, нарязан от тъмни линии, които се намират точно на местата, където трябва да се намират светлите линии, присъщи на даден газ.
Емисионните спектри позволяват да се анализира химичният състав на газовете, които излъчват или поглъщат светлина, независимо дали се намират в лаборатория или на небесно тяло. Броят на атомите или молекулите, разположени на нашата линия на зрение, излъчващи или поглъщащи, се определя от интензитета на линиите. Колкото повече атоми, толкова по-ярка е линията или толкова по-тъмна е тя в спектъра на поглъщане. Слънцето и звездите са заобиколени от газообразни атмосферни абсорбционни линии, създадени, когато светлината преминава през атмосферата на звездите. Следователно спектрите на Слънцето и звездите са спектри на поглъщане.
Трябва да се помни, че спектралният анализ позволява да се определи химичният състав само на самосветещи или поглъщащи радиация газове. Химичен състав твърдоне може да се определи чрез спектрален анализ.
