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¿Qué es un espectro? ¿Cómo realizar la detección espectral para determinar elementos?

Categoría: Educación/Ciencia>>Ciencia y Tecnología

Análisis:

Espectro

Espectro

Luz Las ondas son producidas por electrones que se mueven dentro de los átomos. El movimiento de los electrones dentro de los átomos de diversos materiales es diferente, por lo que las ondas de luz que emiten también son diferentes. El estudio de la luminiscencia y la absorción de luz por diferentes sustancias tiene una importancia teórica y práctica importante y se ha convertido en un tema especializado: la espectroscopia. A continuación se muestra una breve introducción a algunos conocimientos sobre espectros.

Se utiliza un espectroscopio para observar el espectro. Aquí primero hablamos del principio de construcción del espectroscopio. La Figura 6-18 es un diagrama esquemático del principio estructural del espectroscopio. Está compuesto por el colimador A, el prisma P y el tubo telescópico B. Delante del colimador A se encuentra una rendija S de anchura ajustable, que se encuentra en el plano focal ① de la lente L1. Después de que la lente L1 refracta la luz incidente desde la rendija, se convierte en una luz paralela e incide en el prisma P. La luz de diferentes colores se emite en diferentes direcciones de refracción a través del prisma y converge en imágenes (líneas espectrales) de diferentes colores en el plano focal MN detrás de la lente L2. A través del ocular L3 del tubo B del telescopio se puede ver la imagen espectral ampliada. Si pones una película fotográfica en MN, puedes tomar una imagen de espectro. Un instrumento espectroscópico con este dispositivo se llama espectrógrafo.

Espectro de emisión El espectro producido directamente por la luminiscencia de un objeto se denomina espectro de emisión. Hay dos tipos de espectros de emisión: espectro continuo y espectro de líneas brillantes.

Un espectro distribuido continuamente que contiene varios colores de luz, desde la luz roja hasta la luz violeta, se denomina espectro continuo (Figura de color 6). Los espectros de emisión de sólidos calientes, líquidos y gases a alta presión son espectros continuos. Por ejemplo, la luz emitida por un filamento eléctrico y la luz emitida por acero fundido en caliente forman un espectro continuo.

Un espectro que contiene sólo algunas líneas brillantes discontinuas se llama espectro de líneas brillantes (Figura 7 de colores). Las líneas brillantes en el espectro de líneas brillantes se llaman líneas espectrales y cada línea espectral corresponde a luz de diferentes longitudes de onda. El espectro de emisión de gas enrarecido o vapor metálico es un espectro de líneas brillantes. El espectro de líneas brillantes lo emiten los átomos en estado libre, por lo que también se le llama espectro atómico. Para observar el espectro atómico de los gases, se puede utilizar un tubo espectroscópico (Figura 6-19). Es un tubo de vidrio cerrado con un medio relativamente delgado. Contiene gas a baja presión y tiene dos electrodos en ambos extremos del tubo. Cuando los dos electrodos se conectan a una fuente de alimentación de alto voltaje, se produce una descarga luminosa en el gas fino del tubo, que produce luz de un color determinado.

Para observar el espectro atómico de sustancias sólidas o líquidas, puedes ponerlas en la llama de una lámpara de gas o en un arco eléctrico para quemarlas, para que se vaporicen y emitan luz, y luego podrás ver su espectro de líneas brillantes del espectroscopio.

Los experimentos han demostrado que diferentes átomos emiten diferentes espectros de líneas brillantes. Los átomos de cada elemento tienen un espectro de líneas brillantes determinado. Color La Figura 7 muestra los espectros de líneas brillantes de varios elementos. Cada tipo de átomo sólo puede emitir luz de determinadas longitudes de onda con sus propias características. Por lo tanto, las líneas espectrales del espectro de líneas brillantes se denominan líneas espectrales características del átomo. Las líneas espectrales características de los átomos se pueden utilizar para identificar sustancias y estudiar la estructura de los átomos.

Espectro de absorción Cuando la luz blanca emitida por un objeto de alta temperatura (que contiene todas las longitudes de onda de luz distribuidas continuamente) pasa a través de la sustancia, el espectro producido después de que la sustancia absorba ciertas longitudes de onda de luz se llama el espectro de absorción.

Por ejemplo, si deja que la luz blanca emitida por una lámpara de arco pase a través de gas sodio de baja temperatura (ponga un poco de sal en la mecha de la lámpara de alcohol, la sal se descompondrá cuando se caliente para producir gas sodio) y luego la observe con En el espectroscopio, verá un espectro continuo. Hay dos líneas oscuras muy cerca una de la otra en el fondo (vea la imagen en color 8. Cuando la resolución del espectroscopio no es lo suficientemente alta, solo se puede ver una línea oscura). Este es el espectro de absorción de los átomos de sodio. Vale la pena señalar que cada línea oscura en el espectro de absorción de varios átomos corresponde a una línea brillante en el espectro de emisión de ese tipo de átomo. Esto muestra que la luz absorbida por los átomos de gas a baja temperatura es exactamente la luz emitida por dichos átomos a alta temperatura. Por lo tanto, las líneas espectrales (líneas oscuras) en el espectro de absorción son también las líneas espectrales características de los átomos, pero generalmente se ven menos líneas espectrales características en el espectro de absorción que en el espectro de líneas brillantes.

Análisis espectral Dado que cada átomo tiene su propia línea espectral característica, se puede identificar la sustancia y determinar su composición química en función del espectro. Este método se llama análisis espectral. Al realizar análisis espectrales, puede utilizar espectros de emisión o espectros de absorción. La ventaja de este método es que es muy sensible y rápido. Cuando el contenido de un determinado elemento en una sustancia alcanza los 10-10 gramos, sus líneas espectrales características se pueden encontrar en el espectro, por lo que se puede detectar. El análisis espectral se utiliza ampliamente en ciencia y tecnología. Por ejemplo, para comprobar si los materiales semiconductores silicio y germanio cumplen los requisitos de alta pureza, se utiliza el análisis espectral. Históricamente, el análisis espectral también ha ayudado a descubrir muchos elementos nuevos. Por ejemplo, el rubidio y el cesio se descubrieron al ver líneas espectrales características previamente desconocidas en el espectro. El análisis espectral también es útil para estudiar la composición química de los cuerpos celestes. A principios del siglo XIX, al estudiar el espectro solar, se descubrió que había muchas líneas oscuras en su espectro continuo (ver figura en color 9, que solo tiene algunas líneas oscuras importantes). Al principio, no sabíamos cómo se formaban estas líneas oscuras. Más tarde, cuando la gente conoció la causa del espectro de absorción, se dieron cuenta de que este es el espectro de absorción que se produce cuando la fuerte luz emitida por el sol pasa a través de una zona relativamente baja. -temperatura de la atmósfera solar. Al analizar cuidadosamente estas líneas oscuras y compararlas con las líneas espectrales características de varios átomos, la gente sabe que la atmósfera solar contiene docenas de elementos como hidrógeno, helio, nitrógeno, carbono, oxígeno, hierro, magnesio, silicio, calcio y sodio. .

上篇: Modismos de cuatro caracteres en ciertas direcciones 下篇: ¿Cómo utilizar el método de entrada Cangjie? Método de entrada Cangjie El método de entrada Cangjie es un método de entrada chino comúnmente utilizado. Fue creado en 1976 por el Sr. Zhu Bangfu, un taiwanés conocido como el "padre de las computadoras chinas". Al principio, sólo existía una versión china ordinaria, anteriormente conocida como "pictograma", que se utilizaba para resolver los problemas del procesamiento informático de caracteres chinos, incluida la entrada de caracteres chinos, la salida de fuentes, el almacenamiento interno de códigos, la clasificación de caracteres chinos, etc. Zhu Bangfu inventó este método de entrada cuando estaba desarrollando un sistema de comunicación chino para la Universidad Tri-Service. Para conmemorar el antiguo espíritu Cangjie, Jiang Weiguo cambió el nombre de este método de entrada a "Método de entrada Cangjie" en 1978. En 1980, junto con Acer, lanzamos la primera computadora china del mundo con "sistema operativo chino, lenguaje de programación chino y paquete de software chino": la computadora china Denon. El método de entrada Cangjie es adecuado para múltiples plataformas y está integrado en la mayoría de los sistemas operativos y diccionarios electrónicos convencionales. Algunos diccionarios de caracteres chinos en línea también utilizan la codificación Cangjie como herramienta de recuperación. Desde 65438 hasta principios de la década de 1980, Zhu Bangfu diseñó un sistema de caracteres chinos en una computadora personal, basado en el código Cangjie, con un recuento de 10.000 caracteres y alta eficiencia. En 1982, Zhu Bangfu publicó un periódico, renunció públicamente a los derechos de patente del método de entrada Cangjie y promovió vigorosamente la cultura en las computadoras. Hoy en día, la mayoría de los sistemas operativos e incluso algunos diccionarios electrónicos están equipados con el método de entrada Cangjie, que es el método de entrada de códigos de forma más popular en el mundo formal chino. [1]. Zhu Bangfu originalmente quería establecer un "sistema Cangjie" basado en su teoría del "gen de los caracteres chinos" y utilizar el código Cangjie para abordar los seis problemas principales de los caracteres chinos: forma, pronunciación, significado, código, orden e identificación. Entre ellos, el propósito original del código Cangjie es buscar y ordenar caracteres chinos. Su selección de código tiene los conceptos de prefijo y cuerpo de palabra, con prefijo como clasificación y cuerpo de palabra como complemento, para que la computadora pueda "entender" los caracteres chinos. y luego darse cuenta de la agrupación de palabras y el significado de las palabras. La función de comprender e incluso comunicarse con los demás. [Edite este párrafo] Cree 24 glifos básicos para el método de entrada humano Cangjie. Debido a que el propósito es recuperar caracteres chinos, la selección de código de Cangjie puede reflejar las características sutiles de los caracteres chinos según el principio de reconocimiento visual. Casi todos los diferentes glifos o caracteres variantes tienen codificaciones diferentes, por lo que la tasa de repetición del código es la más baja entre los métodos de entrada chinos actuales. El método de entrada Cangjie también es la fuente más grande admitida en los sistemas generales. Casi todos los caracteres chinos visibles en el sistema se pueden ingresar utilizando el método de entrada Cangjie, por lo que se ha convertido en el principal método de entrada elegido por los trabajadores culturales de caracteres chinos. Sin embargo, los sistemas informáticos convencionales actuales solo proporcionan el método de entrada Cangjie y no utilizan todo el sistema Cangjie. Por lo tanto, muchos de los conceptos de diseño originales, como el código interno de Cangjie, el generador de fuentes y la biblioteca de fuentes más grande, no se han implementado. El profesor Zhu promovió el método de entrada Cangjie sin cobrar dinero, lo que logró grandes avances en la localización de computadoras. Hoy en día, la mayoría de los sistemas operativos están equipados con el método de entrada Cangjie. En áreas donde se utilizan caracteres chinos tradicionales, es el método de entrada de código gráfico más utilizado. La última versión pública es la quinta generación. La próxima sexta generación está diseñada para una biblioteca de 100.000 palabras y tiene una baja tasa de copia. La fuente contiene caracteres utilizados en documentos de dinastías pasadas, con el código Cangjie como código interno de la fuente. Esta versión sólo está abierta a algunos expertos y académicos. [Edite este párrafo] Ventajas del software El método de entrada Cangjie fue diseñado originalmente no solo para entrada, sino también para un sistema chino integrado. El uso del código Cangjie como código interno de los caracteres chinos aclara el orden de las palabras de los caracteres chinos y se pueden agregar nuevos caracteres en cualquier momento. No hay inconvenientes en la recopilación insuficiente de palabras y el orden confuso de las palabras de Big Five y Unicode. En el extremo de salida, el generador de glifos de caracteres chinos genera automáticamente glifos basados ​​en el código Cangjie. No es necesario almacenar la fuente de cada palabra, lo que reduce en gran medida el espacio de memoria necesario. (Por ejemplo, en 1989, Zhu Bang reutilizó el sistema integrado Juzhen lanzado por Cangjie en la quinta generación, proporcionando millones de caracteres que se ajustaban a la estructura de los caracteres chinos, y en realidad utilizó 70.000 de ellos). Dado que la entrada y la salida son uniformes Procesado por Cangjie, la adquisición del código puede ser coherente con la fuente. En la actualidad, el sistema chino con Cangjie de sexta generación (también conocido como Cangjie) como núcleo se utiliza para construir una base de datos cultural e histórica china que contiene todas las dinastías chinas, y se han puesto en juego las ventajas del sistema Cangjie. [Editar este párrafo] Historia de la edición En 1977, Zhu Bangfu publicó el Cangjie de primera generación de la provincia de Taiwán, que fue diseñado basándose en el diccionario mandarín de 12.000 palabras. En 1980, se lanzó la segunda generación de Cangjie. Solo se ajustó ligeramente la primera generación de Cangjie. En 1982 se publicó la tercera generación de "Cangjie", que fue el resultado de seleccionar 40.000 palabras del "Diccionario Kangxi" y mejorar la segunda generación. En 1985, se publicó en Estados Unidos la cuarta generación de Cangjie. En 1987, regresó al Parque Científico y Tecnológico de Shenzhen en China y se desempeñó como gerente general de Liang Yi Cultural Technology Company. Publicó la biblioteca de caracteres Juzhen y el método de entrada Cangjie de quinta generación. En la quinta generación se unificaron los caracteres ortográficos y simplificados, y * * * recopiló unos 60.000 caracteres. Al mismo tiempo, se agregaron algunos glifos auxiliares y se modificaron algunos códigos.