Определение собственных частот колебаний атомов в жидких растворах

Краткие теоретические сведения:

Свет испускается и поглощается квантами энергии, причем энергия кванта Е связана с частотой световых колебаний соотношением Планка.

Квантовый характер излучения связан с существованием уровней атомов. Энергия электрона в атоме может принимать лишь определенные значения. При переходах между уровнями энергии испускается или поглощается квант энергии.

Вид спектра определяется не только химическим составом, но зависит также от агрегатного состояния, внешнего давления и температуры источника света. Раскаленные твердые и жидкие тела дают спектр в виде сплошной светящейся полосы, содержащей все длины волн видимого спектрального диапазона. Спектры такого типа называются сплошными или непрерывными.

Нагретые газы и пары обычных и малых давлений имеют спектр, состоящий из отдельных резких линий. Каждая линия представляет собой изображение щели спектроскопа в таком узком интервале длин волн, что волну можно считать монохроматической. Такие спектры называют линейчатыми.

Такие увеличения давления, под которым находится газ, линейчатый спектр может превратиться в полосатый. Когда  спектральные линии образуют отдельные группы,  полосы, состоящие из множества тесно расположенных линий. При очень больших давлениях нагретые до высокой температуры газы могут давать даже непрерывный спектр. Изучение полосатого спектра дают также пары и газы, находящиеся не в атомном, а молекулярном состоянии.      

 Если излучение с непрерывным спектром пропустить через более холодную газообразную или жидкую прозрачную среду, то на сплошном спектре источника появится темные линии и полосы, в точности соответствующие тем линиями полосам, которые испускались бы этим поглощающим веществом в раскаленном состоянии. Как и спектры испускания, спектры поглощения являются специфическими, характерными для данного вещества и поэтому могут использоваться в спектральном анализе для отождествления элементов, входящих в состав поглощающей среды.

Некоторые твердые и жидкие вещества поглощают излучение в очень широком диапазоне длин волн, сильно изменяя спектральный состав излучения. Именно таким свойствам – поглощать значительную область спектра – обладают широко используемые светофильтры.

Примером жидкого светофильтра может служить водный раствор двухромокислого калия. Он пропускает излучение только в желто-красном диапазоне спектра, полностью поглощая сине-фиолетовую область.