Спектроскопія Спектроскопія та її можливості та її можливості

Кравченко В.Кравченко В. М.М.

Фізичний факультет КНУ ім. Т. ШевченкаФізичний факультет КНУ ім. Т. Шевченка

План лекції

Електромагнітні хвилі, шкала ЕМХ, спектр. Закони відбивання та заломлення світла. Дисперсія світла. Дифракція світла. Спектральний аналіз речовини. Як визначили температуру та хімічний склад Сонця й інших зір. Ефект Зеємана, сонячні плями і магнітне поле Сонця. Ефект Доплера та червоне зміщення спектральних ліній. Закон Хаббла та розширення Всесвіту. Реліктове випромінювання та еволюція Всесвіту.

Хвилі на поверхні води

Звукові хвилі

Електромагнітна хвиля

Fел = q E , Fмагн = q v B sin

Шкала електромагнітних хвиль

1 нм = 10 - 9 м = 0,001 мкм

Ісаак Ньютон (1643-1727)

1671

Спектроскоп –прилад для візуального спостереження спектрів

Показник заломлення речовини n

скмc /000300

v

cn

Закон відбивання і заломлення світла

sinsin n

Дисперсія світла

Розкладання білого світла в спектрза допомогою дифракційної гратки

Дифракційна гратка

Принцип дії дифракційної гратки

Відбивальна дифракційна гратка

Фокусувальна дія увігнутого дзеркала

Сучасний спектрометр

Густав Кірхгоф (1824-1887)

Роберт Бунзен(1811-1899)

Засновники спектрального аналізу

1859

Спектральний аналіз речовини

H

Ne

Fe

Кожен хімічний елемент має свій характернийспектр випромінювання і поглинання світла!

Спектральний аналіз речовини

Спектр випромінювання Na

Спектр поглинання Na

Будова атома

Випромінювання й поглинання світла атомом

λ

chνhΔE

сДж106,63h 34

Видиме, інфрачервоне й ультрафіолетове випромінювання

Вільям Гершель(1738-1822)

Відкриття інфрачервоного випромінювання

1800

Фотографія поверхні Сонця через червоний світлофільтр

Спектр випромінювання Сонця

Йозеф Фраунгофер (1787-1826)

1814

Спектри випромінювання зір

Діаграма “спектр - світність” для зір

Внутрішня будова Сонця

Плями на Сонці

Плями на Сонці і магнітне поле

Пітер Зеєман(1865-1943)

Ефект Зеємана (1896)

Крістіан Доплер(1803-1853)

Ефект Доплера (1842)

Ефект Доплера в оптиці

c

v1

λ

λ

λ

λλz x

00

0

Червоне зміщенняспектральних ліній

Туманність Андромеди

Світловий рік і парсек

1 св. рік = 9,461015 м

1 пк = 3,26 св. г. = 3,091016 м

Швидкість світла у вакуумі:с = 300 000 км/с

Едвін Хаббл (1889-1953)

Відкриття розбігання галактик (1929)

Закон Хаббла

rHv

Розширення Всесвіту

Мпкс

км570H

Стала Хаббла і вік Всесвіту

років100,113,7H

1T 9

Арно Пензіас(нар. 1933)

Роберт Вільсон (нар. 1936)

Відкриття реліктового випромінювання

1965

Відкриття реліктового випромінювання Всесвіту

Реліктове випромінювання Всесвіту

T = 2,73 K

Історія розвитку Всесвіту

Прискорене розширення Всесвіту

Інфрачервоний космічний телескоп “Джеймс Веб”(JWST) (D = 6,5 м, 2018)

Можливості космічного телескопа “Джеймс Веб”

Дякую за увагу !

Майбутнє Всесвіту

Спектр випромінювання Сонця

T

мм2,9макс

4TSΔt

Ej

Спектр теплового випромінювання

Поглинання та випромінювання світла атомом

Огюст Конт (1798-1857) –філософ, засновник науки соціології

Ми ніколи не зможемо дізнатися про хімічний складдалеких зір і планет! (О. Конт, 1844).

Інфрачервоний космічний телескоп Вебба

Прискорене розширення Всесвіту

Головні дзеркала телескопів