атомными спектрами1 называют как спектры испускания, так и спектры поглощения, которые возникают при квантовых переходах между энергетическими уровнями свободных или слабовзаимодействующих атомов.
(1 атомные спектры называют оптическими, если они лежат в ультрафиолетовом (100—400 нм), видимом (400—760 нм) или инфракрасном (а. > 760 нм) диапазоне длин волн.)
электроны в атомах могут находиться в стационарных энергетических состояниях. в этих состояниях атомы не излучают и не поглощают энергии. энергетические состояния схематически изображают в виде уровней (см., например, рис. 23.11). число электронов в атоме ограничено, при отсутствии внешних воздействий они заполняют только часть возможных электронных энергетических уровней с наименьшей энергией. таким образом, оказываются заполненными нижние электронные уровни, тогда как верхние остаются свободными. состояние атома с возможной минимальной энергией называют основным. если атом получает энергию (например, при соударении с другими атомами или при поглощении кванта света), то может произойти переход какого-либо электрона с заполненного на более высокий свободный уровень. при этом атом оказывается в электронно-возбужденном состоянии с избыточной энергией.
поглощение кванта возможно при условии, если его энергия равна разности энергий какого-либо свободного электронного уровня (еi) и заполненного (ek): hv = еi - ek, i > k (23.31). эта формула выражает закон сохранения энергии.
возбужденные атомы стремятся перейти в состояние с наименьшей энергией. поэтому происходят спонтанные квантовые переходы ei ek. такие переходы могут быть безызлучательными (энергия передается окружающим атомам при столкновениях, вызывая нагрев тела) или излучательными с испусканием квантов света, энергия которых выражается формулой (23.31). спонтанное излучение определяется в основном внутренними причинами, является случайным событием и имеет вероятностный характер. обычные источники света испускают в основном спонтанное излучение.
особо выделяется другой вид излучения, который называется вынужденным, или индуцированным. оно возникает при взаимодействии кванта с возбужденным атомом и будет рассмотрено в § 24.8
наибольший интерес представляют оптические атомные спектры испускания, которые получают от возбужденных атомов. их возбуждение обычно достигается при электрическом разряде в газе или нагревании вещества пламенем газовых горелок, электрической дугой или искрой.
чтобы преобразовать лед в воду его нужно сначала растопить, то есть перевести в жидкое состояние, а затем, полученную воду при 0 °с довести до температуры 20 °с. для плавления m=0,5 кг льда потребуется количество теплоты
,
где дж/кг – удельная теплота плавления льда. для повышения температуры воды той же массы (m=0,5 кг) с 0 °с до 20 °с, необходимо затратить теплоты
,
где - удельная теплоемкость воды; - изменение температуры воды. таким образом, общее количество теплоты будет равно
ответ:
атомными спектрами1 называют как спектры испускания, так и спектры поглощения, которые возникают при квантовых переходах между энергетическими уровнями свободных или слабовзаимодействующих атомов.
(1 атомные спектры называют оптическими, если они лежат в ультрафиолетовом (100—400 нм), видимом (400—760 нм) или инфракрасном (а. > 760 нм) диапазоне длин волн.)
электроны в атомах могут находиться в стационарных энергетических состояниях. в этих состояниях атомы не излучают и не поглощают энергии. энергетические состояния схематически изображают в виде уровней (см., например, рис. 23.11). число электронов в атоме ограничено, при отсутствии внешних воздействий они заполняют только часть возможных электронных энергетических уровней с наименьшей энергией. таким образом, оказываются заполненными нижние электронные уровни, тогда как верхние остаются свободными. состояние атома с возможной минимальной энергией называют основным. если атом получает энергию (например, при соударении с другими атомами или при поглощении кванта света), то может произойти переход какого-либо электрона с заполненного на более высокий свободный уровень. при этом атом оказывается в электронно-возбужденном состоянии с избыточной энергией.
поглощение кванта возможно при условии, если его энергия равна разности энергий какого-либо свободного электронного уровня (еi) и заполненного (ek): hv = еi - ek, i > k (23.31). эта формула выражает закон сохранения энергии.
возбужденные атомы стремятся перейти в состояние с наименьшей энергией. поэтому происходят спонтанные квантовые переходы ei ek. такие переходы могут быть безызлучательными (энергия передается окружающим атомам при столкновениях, вызывая нагрев тела) или излучательными с испусканием квантов света, энергия которых выражается формулой (23.31). спонтанное излучение определяется в основном внутренними причинами, является случайным событием и имеет вероятностный характер. обычные источники света испускают в основном спонтанное излучение.
особо выделяется другой вид излучения, который называется вынужденным, или индуцированным. оно возникает при взаимодействии кванта с возбужденным атомом и будет рассмотрено в § 24.8
наибольший интерес представляют оптические атомные спектры испускания, которые получают от возбужденных атомов. их возбуждение обычно достигается при электрическом разряде в газе или нагревании вещества пламенем газовых горелок, электрической дугой или искрой.
объяснение:
чтобы преобразовать лед в воду его нужно сначала растопить, то есть перевести в жидкое состояние, а затем, полученную воду при 0 °с довести до температуры 20 °с. для плавления m=0,5 кг льда потребуется количество теплоты
,
где дж/кг – удельная теплота плавления льда. для повышения температуры воды той же массы (m=0,5 кг) с 0 °с до 20 °с, необходимо затратить теплоты
,
где - удельная теплоемкость воды; - изменение температуры воды. таким образом, общее количество теплоты будет равно
,
вычисляем, получаем:
дж,