Jedną z podstawowych zasad fizyki jest interakcja między materią a światłem. W dziedzinie optyki badanie tej interakcji znane jest jako spektrometria. Spektrometria obejmuje analizę promieniowania elektromagnetycznego, takiego jak światło widzialne, w celu uzyskania wglądu we właściwości materii. Jednym z najważniejszych narzędzi w spektrometrii jest widmo absorpcji. W tym artykule zbadamy, kiedy powstaje widmo absorpcyjne i odpowiemy na powiązane pytania, takie jak ile waży 1 litr helu, jak powstają widma emisyjne i absorpcyjne, czym jest lżejszy wodór lub hel i jak dzielimy widmo.
Widmo absorpcyjne powstaje, gdy substancja pochłania światło o określonej długości fali, powodując powstanie ciemnych linii lub pasm w widmie ciągłym. Te ciemne linie znane są jako linie widmowe lub linie absorpcyjne. Każdy pierwiastek w układzie okresowym ma unikalny zestaw linii widmowych, co pozwala naukowcom identyfikować pierwiastki w różnych substancjach. Widmo absorpcyjne powstaje, gdy substancja jest umieszczona przed źródłem białego światła, takim jak słońce lub żarówka. Substancja pochłania określone długości fal światła, co skutkuje ciemnymi liniami w widmie.
Aby odpowiedzieć na pytanie, ile waży 1 litr helu, musimy zrozumieć, że hel jest gazem, a jego masa zależy od temperatury i ciśnienia. W standardowej temperaturze i ciśnieniu (STP), czyli 0°C i 1 atm, 1 litr helu waży około 0,1785 grama. Jeśli jednak zmieni się temperatura lub ciśnienie, zmieni się również masa gazu.
Widma emisyjne i absorpcyjne powstają w wyniku różnych procesów. Widmo emisyjne powstaje, gdy substancja emituje światło o określonej długości fali, tworząc jasne linie lub pasma na ciemnym tle. Dzieje się tak, gdy elektrony w substancji przemieszczają się z wyższych poziomów energetycznych na niższe, uwalniając energię w postaci światła. Z kolei widmo absorpcyjne powstaje, gdy substancja pochłania światło o określonej długości fali, tworząc ciemne linie lub pasma w ciągłym widmie.
Jeśli chodzi o pytanie, czy lżejszy jest wodór czy hel, odpowiedź brzmi: hel. Hel jest drugim najlżejszym pierwiastkiem w układzie okresowym, z masą 4,0026 atomowych jednostek masy (amu). Dla porównania, masa wodoru wynosi 1,0079 amu. Ta różnica w masie wynika z liczby protonów, neutronów i elektronów w każdym atomie.
Wreszcie, widmo można podzielić na różne regiony w oparciu o długość fali lub częstotliwość. Widmo widzialne, na przykład, waha się od około 400 do 700 nanometrów długości fali, co odpowiada kolorom tęczy. Inne regiony obejmują ultrafiolet, podczerwień, mikrofale i radio. Każdy region ma unikalne właściwości i jest wykorzystywany do różnych zastosowań w nauce i technologii.
Podsumowując, widmo absorpcyjne powstaje, gdy substancja pochłania określone długości fal światła, co skutkuje ciemnymi liniami lub pasmami w widmie ciągłym. Linie widmowe są unikalne dla każdego pierwiastka i mogą być wykorzystywane do identyfikacji pierwiastków w różnych substancjach. Dowiedzieliśmy się również, że masa 1 litra helu wynosi około 0,1785 grama w standardowej temperaturze i ciśnieniu oraz że hel jest lżejszy od wodoru. Na koniec zbadaliśmy, w jaki sposób powstają widma emisji i absorpcji oraz jak widmo można podzielić na różne regiony w oparciu o długość fali lub częstotliwość.
Widmo helu charakteryzuje się szeregiem linii widmowych, które powstają, gdy elektrony w atomach helu absorbują energię i przeskakują na wyższe poziomy energii, a następnie uwalniają tę energię jako fotony światła, gdy wracają do swoich pierwotnych poziomów energii. Te linie widmowe pojawiają się jako kolorowe linie w widmie i mogą być wykorzystane do identyfikacji obecności helu w próbce.