Spektrum atom

Mengapa spektrum terdiri daripada garis diskret

Keadaan elektron terikat mempunyai tenaga tertentu. Penyerapan atau pancaran berlaku apabila hν sama dengan beza tenaga dua keadaan, maka gas atom berketumpatan rendah menghasilkan garis tajam dan bukannya pelangi berterusan.

Pancaran, penyerapan dan siri hidrogen

Dalam pancaran atom turun ke keadaan lebih rendah; dalam penyerapan foton yang sesuai menaikkan atom. Beza tenaga yang sama boleh menghasilkan garis cerah atau garis gelap.

Hubungan Rydberg

Bagi hidrogen, 1/λ = R(1/n₁² − 1/n₂²) dengan n₂>n₁. Siri Lyman berakhir pada n₁=1, Balmer pada 2 dan Paschen pada 3; Hα ialah 3→2 sekitar 656 nm.

Had siri dan pengionan

Apabila n₂ meningkat, garis semakin rapat kerana aras tenaga menghampiri kontinum. Had siri Lyman dari keadaan asas bersamaan kira-kira 13.6 eV dan menghubungkan spektrum dengan tenaga pengionan.

Atom berbilang elektron

Tolakan elektron–elektron, struktur halus dan gandingan spin–orbit menghasilkan jauh lebih banyak keadaan berbanding hidrogen. Wujudnya beza tenaga sahaja tidak menjamin garis yang kuat.

Peraturan pemilihan

Keamatan bergantung pada kebarangkalian peralihan dan populasi keadaan awal. Sesetengah peralihan sangat lemah atau hampir terlarang walaupun kedua-dua aras wujud.

Pemisahan halus dan medan

Gandingan spin–orbit atau medan elektrik dan magnet boleh memecahkan satu garis kepada beberapa komponen rapat, lalu mendedahkan struktur yang tiada dalam model Bohr mudah.

Membaca spektrum sebagai data

Kedudukan garis memberi beza tenaga, keamatan berkait dengan populasi dan kebarangkalian, manakala lebar membawa maklumat tentang gerakan, perlanggaran dan hayat keadaan.

Pelebaran Doppler dan tekanan

Gerakan haba menghasilkan taburan halaju lalu melebarkan garis melalui kesan Doppler; perlanggaran menghasilkan pelebaran tekanan. Instrumen juga mempunyai fungsi resolusi sendiri.

Penentukuran dan kuasa peleraian

Spektrometer ditentukur menggunakan garis diketahui supaya kedudukan pengesan menjadi panjang gelombang. Kuasa peleraian menentukan sama ada dua ciri rapat dapat dipisahkan.

Daripada makmal kepada bintang

Garis natrium dalam nyalaan atau garis besi dalam atmosfera bintang membolehkan pengenalpastian tanpa sampel fizikal, tetapi analisis kuantitatif memerlukan pembetulan respons pengesan dan penyerapan sendiri.

Spektrum atom berbanding molekul. Molekul mempunyai darjah kebebasan putaran dan getaran selain peralihan elektronik, maka satu peralihan elektronik boleh menjadi jalur yang kaya; atom lazimnya memberi garis lebih terasing.

Ujian nyalaan bukan ukuran lengkap. Warna nyalaan berguna sebagai demonstrasi, tetapi natrium boleh menguasai warna walaupun pada kepekatan kecil. Spektrometer memisahkan panjang gelombang dan memberi pengenalpastian lebih boleh dipercayai.

Latihan berjawapan

Gunakan mekanisme fizik atau peraturan perakaunan sebelum mengambil jalan pintas.

Garis Balmer

Garis penyerapan

Pemanasan dan lebar garis