Спектры
290 лет назад на белой стене лаборатории великого английского физика Исаака Ньютона засияла радуга. С помощью трехгранной призмы Ньютон показал, что белый свет, свет солнца, состоит из разноцветных лучей. Ученый доказал, что эти лучи, собрав их вместе, можно снова превратить в узкую белую полоску. Спектр, какой наблюдал Ньютон, называют непрерывным спектром испускания.
Любое тело, раскаленное добела, дает такой спектр. По нему не узнаешь, какое вещество светится. Однако есть спектры испускания совсем другого сорта.
Посмотрите через спектроскоп на пламя газовой горелки. Вы увидите сплошной спектр. Раскаленных добела частичек углерода в пламени горелки слишком мало, и спектр очень неяркий. Но вот в пламя горелки вы вносите ничтожное количество, на кончике проволочки, поваренной соли, и сразу ярко вспыхивают две узенькие желтые полоски, расположенные рядышком. Это характерный спектр металла натрия — никакой другой металл больше не дает такого спектра.
Спектр испускания, состоящий из отдельных цветных линий, разделенных темными промежутками, называют линейчатым. Такой спектр получается от раскаленных газов и паров химических элементов. Чтобы получить раскаленный пар какого-либо элемента, надо внести крупинку соли этого элемента в пламя горелки.
Газ и пары можно заставить светиться с помощью электрического разряда. Тогда мы получим тоже линейчатый спектр.
Так, например, в спектре ртутной газосветной лампы можно увидеть несколько линий разного цвета: фиолетовую, синюю, зеленую, желтую и оранжевую. Остальная часть спектра будет темной.
Каждое вещество как бы выбрасывает свой опознавательный флаг, по которому специалисты узнают его.
Для молекул, не разложившихся на отдельные атомы, характерны так называемые полосатые спектры. Они состоят не из отдельных резких линий, а из более или менее широких цветных полос. Однако в спектроскопе, дающем сильно растянутый спектр, можно увидеть, что каждая полоса состоит из отдельных линий, как и в линейчатом спектре.
На рисунке показан полосатый спектр угольной дуги в воздухе. Такой спектр дают молекулы циана и углерода, находящиеся в пламени дуги.
Если на пути белого света, дающего непрерывный спектр, поместить какое-нибудь вещество (например, пары натрия в пламени газовой горелки), то на фоне сплошного спектра будут видны темные линии как раз в тех местах, где в спектре испускания появляются светлые. Спектр, полученный таким образом, называют спектром поглощения. Цифры внизу таблицы означают длину волны в сотых долях микрона. Наибольшей длиной волны в видимом спектре обладают красные лучи.