„Színkép” változatai közötti eltérés

[ellenőrzött változat]

← Régebbi szerkesztés Újabb szerkesztés →

Tartalom törölve Tartalom hozzáadva

Sorban

A lap 2017. április 24., 16:56-kori változata

Színképnek nevezik egy fényforrás hullámhossz szerinti felbontását. A fény olyan elektromágneses sugárzás, mely szabad szemmel látható. Az elektromágneses sugárzás 380 nm (ibolya) – 780 nm (vörös) hullámhosszak között látható.^[1]

Színképek fajtái

Folytonos színkép

A folytonos színkép esetében a fény hullámhossz szerinti felbontása folyamatos, a vöröstől az ibolyáig folytonos átmenetben láthatók a színek. Ilyen folytonos színképet láthatunk az esős időben keletkező szivárványnál.

Folytonos színkép

Vonalas színkép

Vonalas színkép esetében vonalak láthatók a színképben. A fény hullámhossz szerinti felbontásakor egyes frekvenciák hiányoznak, és a színképben csak egyes frekvenciák jelennek meg, melyek vonalaknak látszanak. Az atomos, és egyszerű molekulákból álló gázok, és gőzök vonalas színképet adnak. Mivel különböző anyagokra különböző vonalas színkép jellemző, ezért analitikai célokra is használható a vonalas színkép.^[2]

Sávos színkép

A sávos színkép esetében sávok látszanak a színképben. Ez a vonalas színkép egy speciális fajtája, ahol a vonalak olyan sűrűn követik egymást, hogy azok sávoknak látszanak a megfigyelő számára. Általában olyan anyagokra jellemző, melyek összetett molekulákból állnak.^[3]

Emissziós és abszorpciós színkép

Emissziós színkép

Az elektronok meghatározott energiaszinteken tartózkodnak az atomban, melyek jól meghatározott energiákkal rendelkeznek. Az elektronok ezen szintek közt úgy mozognak, hogy a köztük levő energiakülönbséget leadják vagy felveszik. A kibocsátott sugárzás hullámhossza az átmenetkor létrejött reakció típusától függ. Mivel minden elem sajátos elektronrendszerrel rendelkezik, az emittált fény hullámhossza az adott elemre jellemző sajátosság.

Abszorpciós színkép

A színkép akkor jön létre, ha valamely elektromágneses sugárzás energiáját hullámhossz szerinti eloszlás alapján adjuk meg. Emissziós színkép akkor keletkezik, ha valamely anyagot hőmérséklet növekedésnek teszünk ki, ekkor atomjainak elektronjai gerjesztett állapotba kerülnek, majd a hőközlés megszűntével azok visszajutnak alapállapotba, miközben energiájukat foton formájában bocsátják ki. Abszorpciós színkép fotonelnyelés révén alakul ki, melynek során adott anyag egy $\nu =E/h$ frekvenciájú fotont nyel el (amennyiben a frekvenciakritériumoknak megfelel).

A hidrogén spektruma látható tartományban 4 vonalból áll, az ultraibolya tartományban további ún. sorozatok figyelhetők meg. A sorozatok vonalainak hullámszám és hullámhossza közti összefüggését először Balmer, majd később Rydberg állapította meg, eszerint:

1/\lambda =R_{H}Z^{2}{\biggl (}1/n_{2}^{2}-1/n_{1}^{2}{\biggr )}

ahol a R_H a Rydberg állandó, Z a rendszám, ill. n = 3, 4, 5, ... . Az összefüggést különböző n-ekre megoldva kapjuk az ún. Balmer-sorozatot. Későbbi vizsgálatok során további sorozatokat találtak, egyet az ultraibolya, hármat az infravörös tartományban (rendre Lyman, Paschen, Brackett, Pfund sorozatok). Amennyiben n-et végtelennek tekintjük, megkapjuk a hidrogén atom ionizációs energiáját:

E_{H}(ion)=R_{H}ch=13,54eV

Elmélet

Az elektronok az atommag körül csak meghatározott pályán keringhetnek. Ezeken a pályákon az elektronok nem sugároznak, ezek állandósult, stacionárius pályák. Fénykibocsátáskor, illetve fényelnyeléskor az elektronok az egyik pályáról a másik pályára ugranak át, miközben a két pálya közötti energiakülönbséget foton alakjában emittálja (kisugározza) vagy abszorbeálja (elnyeli) az atom. Mivel minden anyag más atomokból épül fel, ezért az emisszió és az abszorpció - az anyagra jellemző - más és más frekvenciákon történik, ami a színképen látható.

Alkalmazás

Mivel a színkép jellemző az anyagra, ezért a színkép anyagvizsgálati célra használható. A színképelemzés vagy spektroszkópia (egyik típusa) a látható elektromágneses sugárzás (fény) felbontásával keletkezett színkép elemzése alapján állapítja meg a vizsgált anyag összetételét. Esetünkben a látható fény spektroszkópiája a vizsgáló módszer. A spektroszkópia azonban számos más hullámhosszúságú elektromágneses sugárzást is vizsgál (gamma-, röntgen, ultraibolya-, infravörös-, és mikrohullámú spektroszkópia).^[4]

Irodalom

Erostyák János, Kozma László és társai: Fénytan - Relativitáselmélet - Atomhéjfizika. (hely nélkül): Typotex Kiadó. 2003. ISBN 9789639542006

Kapcsolódó szócikkek

Források

↑ Mehta, Akul. "Introduction to the Electromagnetic Spectrum and Spectroscopy". Pharmaxchange.info. http://pharmaxchange.info/press/2011/08/introduction-to-the-electromagnetic-spectrum-and-spectroscopy/.
↑ http://www.vilaglex.hu/Lexikon/Html/VonSzink.htm
↑ http://www.netlexikon.hu/yrk/Erinv/205372
↑ Modern Spectroscopy (Paperback) by J. Michael Hollas ISBN 978-0-470-84416-8

[1] Mehta, Akul. "Introduction to the Electromagnetic Spectrum and Spectroscopy". Pharmaxchange.info. http://pharmaxchange.info/press/2011/08/introduction-to-the-electromagnetic-spectrum-and-spectroscopy/.

[2] ttp://www.vilaglex.hu/Lexikon/Html/VonSzink.htm

[3] ttp://www.netlexikon.hu/yrk/Erinv/205372

[4] Modern Spectroscopy (Paperback) by J. Michael Hollas ISBN 978-0-470-84416-8

[1]

[2]

[3]

[4]

@@ 12. sor: / 12. sor: @@
 ===Sávos színkép===
 A sávos színkép esetében sávok látszanak a színképben. Ez a vonalas színkép egy speciális fajtája, ahol a vonalak olyan sűrűn követik egymást, hogy azok sávoknak látszanak a megfigyelő számára. Általában olyan anyagokra jellemző, melyek összetett molekulákból állnak.<ref>http://www.netlexikon.hu/yrk/Erinv/205372</ref>
-===Emissziós (kibocsátási) színkép===
-Az emissziós színkép egy anyag által kibocsátott fény elektromágneses hullámhossz szerinti felbontása. Ez lehet folytonos, vonalas vagy sávos.
-[[Fájl:Spectral lines emission.png|jobbra|bélyegkép|200px |Emissziós színkép]]
-===Abszorpciós (elnyelési) színkép===
+=== Emissziós és abszorpciós színkép ===
+[[Fájl:Spectral lines emission.png|jobbra|bélyegkép|200px |Emissziós színkép]]Az elektronok meghatározott energiaszinteken tartózkodnak az atomban, melyek jól meghatározott energiákkal rendelkeznek. Az elektronok ezen szintek közt úgy mozognak, hogy a köztük levő energiakülönbséget leadják vagy felveszik. A kibocsátott sugárzás hullámhossza az átmenetkor létrejött reakció típusától függ. Mivel minden elem sajátos elektronrendszerrel rendelkezik, az emittált fény hullámhossza az adott elemre jellemző sajátosság.[[Fájl:Spectral lines absorption.png|jobbra|bélyegkép|200px |Abszorpciós színkép]]A színkép akkor jön létre, ha valamely elektromágneses sugárzás energiáját hullámhossz szerinti eloszlás alapján adjuk meg. ''Emissziós színkép'' akkor keletkezik, ha valamely anyagot hőmérséklet növekedésnek teszünk ki, ekkor atomjainak elektronjai [[gerjesztett állapot]]<nowiki/>ba kerülnek, majd a hőközlés megszűntével azok visszajutnak alapállapotba, miközben energiájukat foton formájában bocsátják ki. ''Abszorpciós színkép'' fotonelnyelés révén alakul ki, melynek során adott anyag egy <math>\nu= E / h</math>  frekvenciájú fotont nyel el (amennyiben a frekvenciakritériumoknak megfelel).
-Elnyelési színképet kapunk, ha egy anyagon (gáz, gőz, oldat) átvezetünk egy folytonos színképű fényforrást, és megvizsgáljuk az átvezetés utáni színképet. Az elnyelési színképre jellemzőek a sötét vonalak (hiányzó színek), melyek azt jelzik, hogy az anyagra jellemző frekvenciájú sugárzást nyelt el a vizsgált anyag.<ref>http://erettsegi.com/fizika/elnyelesi-szinkep</ref>
-Ha megvizsgáljuk a kibocsátási és elnyelési színképet, akkor pont ott láthatók a sötét vonalak, ahol a kibocsátási színképben a fényes vonalak.
+A hidrogén spektruma látható tartományban 4 vonalból áll, az ultraibolya tartományban további ún. ''sorozat''ok figyelhetők meg. A sorozatok vonalainak hullámszám és hullámhossza közti összefüggését először Balmer, majd később Rydberg állapította meg, eszerint:<math display="block">1/\lambda= R_HZ^2 \biggl(1/n_2^2 - 1/n_1^2\biggr)</math>ahol a R<sub>H</sub> a Rydberg állandó, ''Z'' a rendszám, ill. ''n'' = 3, 4, 5, ... . Az összefüggést különböző n-ekre megoldva kapjuk az ún. ''Balmer-sorozat''ot. Későbbi vizsgálatok során további sorozatokat találtak, egyet az [[ultraibolya]], hármat az [[Infravörös sugárzás|infravörös]] tartományban (rendre ''Lyman, Paschen, Brackett, Pfund'' sorozatok). Amennyiben ''n''-et végtelennek tekintjük, megkapjuk a hidrogén atom ionizációs energiáját:<math display="block">E_H(ion) = R_Hch = 13,54  eV</math>
-[[Fájl:Spectral lines absorption.png|jobbra|bélyegkép|200px |Abszorpciós színkép]]
 ==Elmélet==
 Az [[elektron]]ok az [[atommag]] körül csak meghatározott pályán keringhetnek. Ezeken a pályákon az elektronok nem sugároznak, ezek állandósult, stacionárius pályák. Fénykibocsátáskor, illetve fényelnyeléskor az elektronok az egyik pályáról a másik pályára ugranak át, miközben a két pálya közötti energiakülönbséget [[foton]] alakjában emittálja (kisugározza) vagy abszorbeálja (elnyeli) az atom. Mivel minden anyag más [[atom]]okból épül fel, ezért az emisszió és az [[abszorpció]] - az anyagra jellemző - más és más frekvenciákon történik, ami a színképen látható.