1。原子を刺激します
* エネルギー吸収: 基底状態(最低エネルギーレベル)の原子はエネルギーを吸収します。これは、さまざまな方法で発生する可能性があります。
* 加熱: 電流をガスに通し、火炎を使用して、またはサンプルを高温にさらします。
* 電気放電: ガスに高電圧を塗布します。
* 砲撃: 電子または光子のビームを使用して原子を打つ。
* エネルギーレベル: 吸収されたエネルギーは、その基底状態からより高いエネルギーレベル(励起状態)に電子を促進します。これらの興奮した状態は不安定です。
2。光の放出
* リラクゼーション: 励起された電子は、エネルギーレベルの低下にすばやく戻ります。
* 光子放出: 電子がより高いエネルギーレベルから低いエネルギーレベルに落ちると、光の光子として過剰なエネルギーを放出します。 光子のエネルギーは、2つのレベルのエネルギー差に正確に対応しています。
* 特定の波長: 各要素には一意のエネルギーレベルがあり、特定の波長で光が放出されます。これは、サンプル内の要素を識別できる原子分光法の基礎です。
3。スペクトルの観察
* 分光器: 分光器と呼ばれるデバイスは、放出された光をそのコンポーネント波長に分離します。
* スペクトル線: 放出された光は、特定の波長で明るい線(放射スペクトル)として現れ、原子内のエネルギー遷移を表します。
* 吸収スペクトル: 光が原子のサンプルを通過すると、原子はエネルギー遷移に対応する特定の波長で光を吸収します。これにより、連続的な背景に対する暗い線(吸収スペクトル)が生じます。
重要な概念
* 量子化: 原子は特定のエネルギーレベルでのみ存在します。これらのレベル間のエネルギー遷移は個別であり、特定の波長の光をもたらします。
* 量子モデル: 量子化されたエネルギーレベルの概念は、各要素がユニークな原子スペクトルを持っている理由を説明しています。
アプリケーション
* 要素の識別: 原子スペクトルは要素の指紋のようなものであり、科学者はさまざまなサンプルの存在と組成を特定できるようにします。
* 天体物理学: 星やその他の天体のスペクトルは、化学組成、温度、および運動を明らかにします。
* 分析化学: 原子分光法は、環境監視、食品科学、臨床化学など、さまざまな分野での定量分析に使用されます。