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什么是激光光谱

时间:2009-03-03 15:43来源: 作者: 点击:
激光光谱 laser spectra 以激光为光源的光谱技术。与普通光源相比,激光光源具有单色性好、亮度高、方向性强和相干性强等特点,是用来研究光与物质的相互作用,从而辨认物质及其所
  
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  把固态或液态物质放到煤气灯的火焰或电弧中去烧,使它们气化后发光,就可以从分光镜中看到它们的线状谱。    从实验知道,各种元素都有一定的线状谱,元素不同,线状谱也不同。所以,线状谱又叫原子光谱。每种元素的原子只能发出某些具有特定波长的光谱线,这些谱线叫做那种元素的特征谱线。    吸收光谱    让炽热固体发出的白光通过较冷的钠蒸气(在酒精灯芯上放一些食盐,食盐受热分解就产生钠蒸气),再用分光镜来观察,在连续谱的背景上就出现了两条挨得很近的暗线,这两条暗线的波长恰好跟钠蒸气的发射光谱中两条黄色亮线相同。进一步的实验表明,白光通过每一种气体时,光谱中都会产生一组暗线,每条暗线的波长,都跟那种气体原子的一条特征谱线相对应。这就表明,每种气体都能从通过它的白光中吸收跟它的特征谱线波长相同的那些光,使白光的连续谱中出现暗线。因此,我们把连续谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱叫做吸收光谱。通常在吸收光谱中看到的特征谱线比线状谱中的要少一些。    光谱分析    由于每种元素都有自己的特征谱线,因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成。这种方法叫做光谱分析。做光谱分析时,可以利用发射光谱,也可以利用吸收光谱。这种方法的优点是非常灵敏而且迅速。某种元素在物质中的含量达10-10克,就可以从光谱中发现它的特征谱线,因而能够把它检查出来。光谱分析在科学技术中有广泛的应用。例如,在检查半导体材料硅和锗是不是达到了高纯度的要求时,就要用到光谱分析。在历史上,光谱分析还帮助人们发现了许多新元素。例如,铷和铯就是从光谱中看到了以前所不知道的特征谱线而被发现的。光谱分析对于研究天体的化学组成也很有用。19世纪初,在研究太阳光谱时,发现它的连续谱中有许多暗线(参看彩图10,其中只有一些主要暗线)。最初不知道这些暗线是怎样形成的,后来人们了解了吸收光谱的成因,才知道这是太阳内部发出的强光经过温度比较低的太阳大气层时产生的吸收光谱。仔细分析这些暗线,把它跟各种原子的特征谱线对照,人们就知道了太阳大气层中含有氢、氦、氮、碳、氧、铁、镁、硅、钙、钠等几十种元素。
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