Spektrální čára

Spektrální čára (také diskrétní čára) je tmavá nebo světlá čára v jinak spojitém spektru. Soubor spektrálních čar vytváří čárové spektrum. Část tohoto spektra viditelná lidským okem je označována jako barevné spektrum. Spektrální čáry jsou charakterizovány vlnovou délkou, intenzitou a šířkou čáry.

Spojité, emisní a absorpční spektrum

Spektrální čáry vznikají emisí nebo absorpcí záření. Emise je výsledkem nadbytku a absorpce nedostatku fotonů v úzkém frekvenčním pásmu v porovnání s okolními frekvencemi pozorovaného paprsku.

Příčinou vzniku spektrálních čar jsou elektronové přechody v atomech nebo molekulách excitovaných světlem. Jsou charakteristické pro atomy a molekuly a používají se k jejich identifikaci. Pro svoji nezaměnitelnost se také nazývají otisky prstů. Například při spektroskopické analýze látek se neznámé otisky prstů porovnávají s otisky známých atomů a molekul.

Historie

editovat
 
Fraunhoferovy čáry, hlavní čáry jsou označeny písmeny A, B, C, D, E, F, G, H, K.

Vznik spektrálních čar

editovat
 
Spojité světelné spektrum tvořené fotony o různých vlnových délkách a energiích
  • Spektrální čára vzniká interakcí fotonu s valenčním elektronem atomu (molekuly).
  • K interakci mezi fotonem a atomem dojde pouze tehdy, pokud se energie fotonu rovná rozdílu mezi energiemi základního a excitovaného stavu atomu.
  • Přechod mezi těmito hladinami může nastat absorbováním fotonu a následně zpětnou emitací fotonu se stejnou energií.
  • Jednotlivé spektrální čáry pak mají vlnovou délku a energii odpovídají energetickému rozdílu mezi dvěma různými stavy daného atomu a jsou unikátní pro jednotlivé chemické prvky.
  • Emisní a absorpční čáry téhož prvku mají stejnou energii a vlnovou délku.

Emisní čára

editovat
 
Příklad emisních spektrálních čar
  • Emisní čára se ve spektru jeví jako jasná čára na černém podkladě.
  • Emisní spektrální čára vzniká tak, že určitá látka fotony příslušné frekvence emituje (vysílá).
  • K emisi dochází při přechodu z vyšší na nižší energetickou hladinu, například když elektron přechází z excitovaného stavu do základního stavu.
  • Emise může být spontánní nebo stimulovaná zářením příslušné frekvence.

Absorpční čára

editovat
 
Příklad absorpčních spektrálních čar
  • Absorpční čára se ve spektru nejčastěji jeví jako černá čára na barevném podkladě.
  • Absorpční spektrální čára vzniká tak, že určitá látka fotony příslušné frekvence absorbuje (pohlcuje).
  • K absorpci dochází při přechodu z nižší na vyšší energetickou hladinu, například když elektron přechází ze základního do excitovaného stavu.
  • K absorpci může dojít, pokud je látka ozářena zářením obsahujícím fotony příslušné frekvence.

Spektrální čáry prvků

editovat

V následující tabulce jsou pro každý prvek uvedeny spektrální čáry, které se objevují ve viditelném spektru při vlnové délce přibližně 400–700 nm. Vlnové délky či frekvence spektrálních čar jsou charakteristické pro konkrétní prvky. Toho se využívá při spektroskopických metodách, které jsou velmi citlivé i na nepatrná množství prvků.

Prvek Atomové číslo Symbol Spektrální čáry
vodík 1 H  
helium 2 He  
lithium 3 Li  
beryllium 4 Be  
bor 5 B  
uhlík 6 C  
dusík 7 N  
kyslík 8 O  
fluor 9 F  
neon 10 Ne  
sodík 11 Na  
hořčík 12 Mg  
hliník 13 Al  
křemík 14 Si  
fosfor 15 P  
síra 16 S  
chlor 17 Cl  
argon 18 Ar  
draslík 19 K  
vápník 20 Ca  
skandium 21 Sc  
titan 22 Ti  
vanad 23 V  
chrom 24 Cr  
mangan 25 Mn  
železo 26 Fe  
kobalt 27 Co  
nikl 28 Ni  
měď 29 Cu  
zinek 30 Zn  
gallium 31 Ga  
germanium 32 Ge  
arsen 33 As  
selen 34 Se  
brom 35 Br  
krypton 36 Kr  
rubidium 37 Rb  
stroncium 38 Sr  
ytrium 39 Y  
zirkonium 40 Zr  
niob 41 Nb  
molybden 42 Mo  
technecium 43 Tc  
rubidium 44 Ru  
rhodium 45 Rh  
palladium 46 Pd  
stříbro 47 Ag  
kadmium 48 Cd  
indium 49 In  
cín 50 Sn  
antimon 51 Sb  
tellur 52 Te  
jod 53 I  
xenon 54 Xe  
cesium 55 Cs  
baryum 56 Ba  
lanthan 57 La  
cer 58 Ce  
praseodym 59 Pr  
neodym 60 Nd  
promethium 61 Pm  
samarium 62 Sm  
europium 63 Eu  
gadolinium 64 Gd  
terbium 65 Tb  
dysprosium 66 Dy  
holmium 67 Ho  
erbium 68 Er  
thulium 69 Tm  
ytterbium 70 Yb  
lutecium 71 Lu  
hafnium 72 Hf  
tantal 73 Ta  
wolfram 74 W  
rhenium 75 Re  
osmium 76 Os  
iridium 77 Ir  
platina 78 Pt  
zlato 79 Au  
rtuť 80 Hg  
thallium 81 Tl  
olovo 82 Pb  
bismut 83 Bi  
polonium 84 Po  
astat 85 At
radon 86 Rn  
francium 87 Fr
radium 88 Ra  
aktinium 89 Ac  
thorium 90 Th  
protaktinium 91 Pa  
uran 92 U  
neptunium 93 Np  
plutonium 94 Pu  
americium 95 Am  
curium 96 Cm  
berkelium 97 Bk  
kalifornium 98 Cf  
einsteinium 99 Es  

Reference

editovat

V tomto článku byly použity překlady textů z článků Spektrallinie na německé Wikipedii a Spectral line na anglické Wikipedii.

Související články

editovat

Externí odkazy

editovat