|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
KHÁM PHÁ KHOA HỌC QUAN TRỌNG NHẤT
Phân tích phổ. Lịch sử và bản chất của khám phá khoa học
Cẩm nang / Những khám phá khoa học quan trọng nhất Khi một tia sáng mặt trời đi qua lăng kính, một quang phổ xuất hiện trên màn hình phía sau nó. Trong hai trăm năm, chúng ta đã quen với hiện tượng này. Nếu bạn không nhìn kỹ, có vẻ như không có ranh giới rõ ràng giữa các phần riêng lẻ của quang phổ: màu đỏ liên tục chuyển thành màu cam, màu da cam thành màu vàng, v.v. Một cách cẩn thận hơn những người khác vào năm 1802, bác sĩ và nhà hóa học người Anh William Hyde Wollaston (1766–1828) đã kiểm tra quang phổ. Wollaston đã phát hiện ra một số vạch tối sắc nét, không có thứ tự nhìn thấy được, giao nhau giữa quang phổ của Mặt trời ở những nơi khác nhau. Các nhà khoa học đã không quá coi trọng những dòng này. Ông tin rằng sự xuất hiện của chúng là do đặc điểm của lăng kính, hoặc do đặc điểm của nguồn sáng, hoặc do một số nguyên nhân thứ cấp khác. Bản thân các vạch chỉ được ông quan tâm vì chúng tách các dải màu của quang phổ ra khỏi nhau. Sau đó, những đường tối này được gọi là đường Fraunhofer, giữ nguyên tên của nhà nghiên cứu thực sự của chúng. Joseph Fraunhofer (1787-1826) năm 11 tuổi, sau cái chết của cha mẹ, ông đã đến học với một bậc thầy mài. Do bận việc nên thời gian đi học còn rất ít. Cho đến năm 14 tuổi, Joseph không biết đọc và không biết viết. Nhưng không có hạnh phúc, mà bất hạnh đã giúp đỡ. Một ngày nọ, ngôi nhà của người chủ bị sập. Khi Joseph được đưa ra khỏi đống đổ nát, thái tử đã lái xe đi qua. Anh ta thương hại người thanh niên và đưa cho anh ta một số tiền đáng kể. Chàng trai trẻ đã có đủ tiền để mua cho mình một chiếc máy mài và bắt tay vào học. Fraunhofer ở thị trấn tỉnh Benediktbeiren đã học cách mài kính quang học. Trong lời nói đầu của mình cho các tác phẩm được sưu tầm của Fraunhofer, E. Lommel đã tổng kết đóng góp của mình cho quang học thực tế theo cách sau. "Nhờ sự ra đời của các phương pháp, cơ chế và dụng cụ đo mới và cải tiến để xoay và đánh bóng thấu kính ... anh ấy đã thu được các mẫu thủy tinh đá lửa và kính vương miện đủ lớn mà không có bất kỳ đường vân nào. Điều quan trọng đặc biệt là phương pháp mà anh ấy đã tìm ra. xác định chính xác hình dạng của thấu kính, điều này đã làm thay đổi hoàn toàn hướng phát triển của quang học thực tế và đưa kính thiên văn tiêu sắc đến mức hoàn hảo, điều mà trước đây không thể mơ tới. Để thực hiện các phép đo chính xác về sự phân tán của ánh sáng trong lăng kính, Fraunhofer đã sử dụng nến hoặc đèn làm nguồn sáng. Đồng thời, ông phát hiện ra một vạch sáng màu vàng trong quang phổ, ngày nay được gọi là vạch vàng của natri. Người ta đã sớm xác định rằng vạch này luôn ở cùng một vị trí trong quang phổ, do đó nó rất thuận tiện để sử dụng nó để đo chính xác các chiết suất. Sau đó, Fraunhofer nói trong tác phẩm đầu tiên năm 1815: "... Tôi quyết định tìm hiểu xem liệu có thể nhìn thấy một vạch sáng như vậy trong quang phổ mặt trời hay không. Và với sự trợ giúp của kính viễn vọng, tôi không tìm thấy một vạch nào, nhưng Tuy nhiên, một số lượng cực lớn các đường thẳng đứng, sắc nét và yếu ớt, tuy nhiên, hóa ra lại tối hơn phần còn lại của quang phổ, và một số trong số chúng xuất hiện gần như hoàn toàn đen. " Tổng cộng, ông đã đếm chúng ở đó 574. Fraunhofer đưa ra tên và chỉ ra vị trí chính xác của chúng trong quang phổ. Người ta thấy rằng vị trí của các vạch tối hoàn toàn không thay đổi, đặc biệt, một vạch kép sắc nét luôn xuất hiện ở cùng một vị trí trong phần màu vàng của quang phổ. Fraunhofer gọi đó là vạch O. Nhà khoa học cũng phát hiện ra rằng trong quang phổ của ngọn lửa đèn cồn ở cùng vị trí với vạch tối O trong quang phổ của Mặt trời, luôn có một vạch sáng kép màu vàng. Mãi đến nhiều năm sau, ý nghĩa của khám phá này mới trở nên rõ ràng. Tiếp tục nghiên cứu về các vạch tối trong quang phổ của Mặt trời, Fraunhofer nhận ra điều chính: nguyên nhân của chúng không phải do ảo ảnh quang học, mà là do bản chất của ánh sáng mặt trời. Kết quả của những quan sát sâu hơn, ông đã tìm thấy các vạch tương tự trong quang phổ của Sao Kim và Sao Sirius. Một khám phá về Fraunhofer, xuất hiện sau này, hóa ra lại đặc biệt quan trọng. Chúng ta đang nói về việc quan sát đường đôi D. Năm 1814, khi nhà khoa học công bố nghiên cứu của mình, quan sát này không được chú ý nhiều. Tuy nhiên, 43 năm sau, William Swan (1828–1914) nhận thấy vạch O kép màu vàng trong quang phổ của ngọn lửa đèn thần xuất hiện khi có mặt của kim loại natri. Than ôi, giống như nhiều người trước đó, Swan không nhận ra tầm quan trọng của thực tế này. Anh ta không bao giờ nói những lời quyết định: "Dòng này thuộc về kim loại natri." Năm 1859, hai nhà khoa học đã đưa ra ý tưởng đơn giản và quan trọng này: Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) và Robert Wilhelm Bunsen (1811-1899). Trong Phòng thí nghiệm Đại học Heidelberg, họ đã thiết lập thí nghiệm sau. Trước mặt họ, chỉ có một tia Mặt trời xuyên qua lăng kính, hoặc chỉ có ánh sáng từ ngọn đèn thần. Các nhà khoa học quyết định bỏ qua chúng cùng một lúc. Kết quả là họ đã phát hiện ra một hiện tượng mà L.I. Ponomarev: “Nếu chỉ có chùm tia của Mặt trời chiếu vào lăng kính, thì trên thang đo của máy quang phổ, họ đã nhìn thấy quang phổ của Mặt trời với một vạch tối O ở vị trí thông thường của nó. Vạch tối vẫn giữ nguyên vị trí ngay cả khi các nhà nghiên cứu đặt một đốt đèn thần trên đường đi của chùm sáng.Nhưng khi họ đặt một màn chắn trên đường đi của tia nắng và chỉ chiếu sáng lăng kính bằng ánh sáng của đèn thần thì một vạch natri màu vàng sáng O xuất hiện rõ ràng ở vị trí của vạch tối O .. Kirchhoff và Bunsen đã gỡ bỏ màn hình - dòng O lại trở nên tối. Sau đó, họ thay thế tia nắng mặt trời bằng ánh sáng từ một vật thể nóng - kết quả luôn giống nhau: một tia tối xuất hiện thay cho một vạch sáng màu vàng. Tức là ngọn lửa thần đèn luôn hấp thụ những tia sáng mà chính nó phát ra. Để hiểu tại sao sự kiện này lại khiến hai giáo sư phấn khích, chúng ta hãy cùng theo dõi lý luận của họ. Vạch O màu vàng sáng trong quang phổ của ngọn lửa đèn thần xuất hiện khi có mặt của natri. Trong quang phổ của Mặt trời, một vạch tối chưa rõ bản chất nằm ở cùng một vị trí. Quang phổ của chùm tia từ bất kỳ vật thể nóng nào là liên tục và không có vạch tối nào trong đó. Tuy nhiên, nếu một chùm tia như vậy được truyền qua ngọn lửa đèn cồn, thì quang phổ của nó không khác gì quang phổ của Mặt trời - nó cũng có một vạch tối ở cùng một vị trí. Nhưng chúng ta gần như đã biết bản chất của vạch tối này, trong mọi trường hợp, chúng ta có thể đoán rằng nó thuộc về natri. Do đó, tùy thuộc vào điều kiện quan sát, vạch natri O có thể có màu vàng tươi hoặc đậm trên nền màu vàng. Nhưng trong cả hai trường hợp, sự hiện diện của vạch này (không quan trọng là vạch nào - vàng hay sẫm!) Có nghĩa là có natri trong ngọn lửa của đèn thần. Và vì vạch như vậy trong quang phổ của ngọn lửa đèn cồn trong ánh sáng truyền qua trùng với vạch tối O trong quang phổ của Mặt trời, nên có nghĩa là trên Mặt trời có natri. Hơn nữa, nó nằm trong đám mây khí bên ngoài, được chiếu sáng từ bên trong bởi lõi nóng của Mặt trời. Một ghi chú ngắn gồm hai trang, được viết bởi Kirchhoff vào năm 1859, có bốn khám phá cùng một lúc: - mỗi phần tử có quang phổ vạch riêng của nó, có nghĩa là một tập hợp các vạch được xác định chặt chẽ; - những đường như vậy có thể được sử dụng để phân tích thành phần của các chất không chỉ trên Trái đất, mà còn trên các ngôi sao; - Mặt trời gồm lõi nóng và bầu khí quyển tương đối lạnh gồm các khí nóng; Mặt trời chứa nguyên tố natri. Ba định đề đầu tiên đã sớm được xác nhận, đặc biệt là giả thuyết về cấu trúc của Mặt trời. Đoàn thám hiểm của Viện Hàn lâm Khoa học Pháp năm 1868 do nhà thiên văn học Jansen dẫn đầu đã đến thăm Ấn Độ. Cô phát hiện ra rằng trong một lần nhật thực toàn phần, tại thời điểm lõi nóng của nó bị bóng của Mặt trăng che phủ và chỉ có hào quang tỏa sáng, tất cả các vạch tối trong quang phổ của Mặt trời đều lóe lên ánh sáng rực rỡ. Kirghof và Bunsen không chỉ khẳng định một cách xuất sắc vị trí thứ hai, mà còn sử dụng nó để khám phá ra hai nguyên tố mới: rubidi và xêzi. Đây là cách phân tích quang phổ ra đời, với sự trợ giúp của nó, ngày nay người ta có thể tìm ra thành phần hóa học của các thiên hà xa xôi, đo nhiệt độ và tốc độ quay của các ngôi sao, v.v. Sau đó, điện áp thường được sử dụng nhiều nhất để đưa các phần tử vào trạng thái kích thích. Dưới ảnh hưởng của hiệu điện thế, các phần tử phát ra ánh sáng được đặc trưng bởi các bước sóng nhất định, nghĩa là có một màu nhất định. Ánh sáng này được tách ra trong một thiết bị quang phổ (máy quang phổ), phần chính của nó là một lăng kính thủy tinh hoặc thạch anh. Trong trường hợp này, một dải được hình thành, bao gồm các đường riêng biệt, mỗi đường là đặc trưng của một phần tử nhất định. Ví dụ, trước đây người ta đã biết rằng khoáng chất kleveite khi bị nung nóng sẽ giải phóng một loại khí tương tự như nitơ. Loại khí này, khi được nghiên cứu bằng kính quang phổ, hóa ra là một loại khí hiếm mới chưa được biết đến. Khi bị kích thích điện, nó phát ra các vạch mà trước đây đã được phát hiện khi phân tích các tia mặt trời bằng quang phổ kế. Đó là một trường hợp đặc biệt khi một nguyên tố được phát hiện trước đó trên Mặt trời cũng được Ramsay phát hiện trên Trái đất. Ông được đặt tên là helium, từ tiếng Hy Lạp "helios" - mặt trời. Ngày nay, người ta biết đến hai loại quang phổ: quang phổ liên tục (hoặc nhiệt) và quang phổ vạch. Như Ponomarev viết, “quang phổ nhiệt chứa tất cả các bước sóng, nó được phát ra khi chất rắn bị nung nóng và không phụ thuộc vào bản chất của chúng. Quang phổ vạch bao gồm một tập hợp các vạch rõ nét riêng lẻ, xảy ra khi khí và hơi được nung nóng (khi tương tác giữa các nguyên tử nhỏ) và - điều đặc biệt quan trọng - tập hợp các vạch này là duy nhất đối với bất kỳ nguyên tố nào. Hơn nữa, quang phổ vạch của các nguyên tố không phụ thuộc vào loại hợp chất hóa học được cấu tạo bởi các nguyên tố đó. Do đó, nguyên nhân của chúng phải được tìm kiếm trong các tính chất của nguyên tử. Thực tế là các nguyên tố được xác định duy nhất và hoàn toàn bởi loại quang phổ vạch đã sớm được mọi người công nhận, nhưng thực tế là cùng một quang phổ đặc trưng cho một nguyên tử riêng lẻ không được nhận ra ngay lập tức, mà chỉ vào năm 1874, nhờ các công trình của nhà vật lý thiên văn nổi tiếng người Anh Norman Lockyer (1836-1920). Và khi nhận ra, họ ngay lập tức đi đến kết luận tất yếu: vì quang phổ vạch phát sinh bên trong một nguyên tử, thì nguyên tử đó phải có cấu trúc, tức là phải có các bộ phận cấu thành! Tác giả: Samin D.K.
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Khủng long đã đến lúc phải cắt ▪ Xe nhỏ gọn sẽ dạy bạn cách phòng tránh tai nạn ▪ Các lỗ trong ánh sáng thắt nút ▪ Ăn sô cô la vào buổi sáng giúp phụ nữ giảm cân
▪ phần của trang web Thí nghiệm vật lý. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết của Samuel Johnson. câu cách ngôn nổi tiếng ▪ bài viết Những ngôi sao trẻ nhất bao nhiêu tuổi? đáp án chi tiết ▪ bài Bilberry myrussy. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài viết Chống cướp biển điện thoại. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết Thuốc lá từ hư không. bí mật tập trung
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Chúng tôi giới thiệu các bài viết thú vị razdela 
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này