उत्सर्जन स्पेक्ट्रम क्या है? (उदाहरण के साथ) - शारीरिक - 2025

उत्सर्जन स्पेक्ट्रम प्रकाश की तरंग दैर्ध्य अणुओं और परमाणुओं द्वारा उत्सर्जित जब दो ऊर्जा राज्यों के बीच एक संक्रमण बनाने का स्पेक्ट्रम है। सफेद प्रकाश या दृश्य प्रकाश एक प्रिज्म को तोड़ता है, जो प्रत्येक रंग के लिए विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के साथ विभिन्न रंगों में टूट जाता है। प्राप्त रंगों का पैटर्न प्रकाश का दृश्य विकिरण स्पेक्ट्रम है जिसे उत्सर्जन स्पेक्ट्रम कहा जाता है।

परमाणुओं, अणुओं और पदार्थों के पास प्रकाश के उत्सर्जन के कारण एक उत्सर्जन स्पेक्ट्रम भी होता है जब वे दो ऊर्जा राज्यों के बीच बाहर से पारगमन के लिए ऊर्जा की सही मात्रा को अवशोषित करते हैं। प्रिज्म के माध्यम से इस प्रकाश को पारित करने से, यह प्रत्येक तत्व के लिए विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के साथ वर्णक्रमीय रंगीन लाइनों में टूट जाता है।

उत्सर्जन स्पेक्ट्रम का महत्व यह है कि यह उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी तकनीकों का उपयोग करके अपनी वर्णक्रमीय रेखाओं के विश्लेषण के माध्यम से अज्ञात पदार्थों और खगोलीय वस्तुओं की संरचना को निर्धारित करने की अनुमति देता है।

इसके बाद, यह समझाया जाता है कि उत्सर्जन स्पेक्ट्रम में क्या होता है और इसकी व्याख्या कैसे की जाती है, कुछ उदाहरणों का उल्लेख किया गया है और उत्सर्जन और अवशोषण स्पेक्ट्रम के बीच अंतर मौजूद हैं।

उत्सर्जन स्पेक्ट्रम क्या है?

किसी तत्व या पदार्थ के परमाणुओं में इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन होते हैं जो आकर्षण के विद्युत चुम्बकीय बल द्वारा एक साथ होते हैं। बोहर मॉडल के अनुसार इलेक्ट्रॉनों को इस तरह से व्यवस्थित किया जाता है कि परमाणु की ऊर्जा सबसे कम संभव है। इस ऊर्जा ऊर्जा स्तर को परमाणु की जमीनी अवस्था कहा जाता है।

जब परमाणु बाहर से ऊर्जा प्राप्त करते हैं, तो इलेक्ट्रॉन एक उच्च ऊर्जा स्तर की ओर बढ़ते हैं और परमाणु अपनी जमीनी अवस्था को एक उत्साहित अवस्था में बदल देता है।

उत्तेजित अवस्था में, इलेक्ट्रॉन का निवास समय बहुत छोटा होता है (8 10-8 s) (1), परमाणु अस्थिर होता है और मध्यवर्ती ऊर्जा स्तरों के माध्यम से, यदि आवश्यक हो, गुजरता है।

चित्र 1. क) उत्तेजना ऊर्जा स्तर और मौलिक ऊर्जा स्तर के बीच परमाणु के संक्रमण के कारण एक फोटॉन का उत्सर्जन। ख) मध्यवर्ती ऊर्जा स्तरों के बीच परमाणु के संक्रमण के कारण फोटॉन का उत्सर्जन।

एक उत्तेजित अवस्था से एक जमीनी अवस्था में संक्रमण की प्रक्रिया में, परमाणु दो प्रकाशों के बीच ऊर्जा के अंतर के साथ प्रकाश का एक फोटॉन उत्सर्जित करता है, आवृत्ति के सीधे आनुपातिक होने और इसके तरंग दैर्ध्य के विपरीत आनुपातिक होता है।

उत्सर्जित फोटॉन को एक उज्ज्वल रेखा के रूप में दिखाया जाता है, जिसे वर्णक्रमीय रेखा (2) कहा जाता है, और परमाणु के संक्रमण पर उत्सर्जित फोटोन के संग्रह का वर्णक्रमीय ऊर्जा वितरण उत्सर्जन स्पेक्ट्रम है।

उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की व्याख्या

परमाणु के कुछ संक्रमण तापमान में वृद्धि या ऊर्जा के अन्य बाहरी स्रोतों जैसे प्रकाश की किरण, इलेक्ट्रॉनों की एक धारा, या एक रासायनिक प्रतिक्रिया की उपस्थिति के कारण होते हैं।

यदि एक गैस जैसे हाइड्रोजन को कम दबाव में एक कक्ष में रखा जाता है और एक विद्युत प्रवाह को कक्ष के माध्यम से पारित किया जाता है, तो गैस अपने स्वयं के रंग के साथ प्रकाश का उत्सर्जन करेगी जो इसे अन्य गैसों से अलग करती है।

एक प्रकाश के माध्यम से उत्सर्जित प्रकाश को पारित करके, प्रकाश की एक इंद्रधनुष प्राप्त करने के बजाय, विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के साथ रंगीन रेखाओं के रूप में असतत इकाइयां प्राप्त की जाती हैं, जो ऊर्जा की असतत मात्रा को ले जाती हैं।

उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की रेखाएं प्रत्येक तत्व में अद्वितीय हैं और स्पेक्ट्रोस्कोपी तकनीक से उनका उपयोग किसी अज्ञात पदार्थ की मौलिक संरचना और साथ ही खगोलीय पिंडों की तरंगदैर्ध्य का विश्लेषण करके खगोलीय पिंडों की संरचना को निर्धारित करने की अनुमति देता है। परमाणु के परिवर्तन के दौरान।

उत्सर्जन स्पेक्ट्रम और अवशोषण स्पेक्ट्रम के बीच अंतर।

अवशोषण और उत्सर्जन प्रक्रियाओं में परमाणु में दो ऊर्जा राज्यों के बीच संक्रमण होता है लेकिन यह अवशोषण में है कि यह बाहर से ऊर्जा प्राप्त करता है और उत्तेजना की स्थिति तक पहुंचता है।

उत्सर्जन की वर्णक्रमीय रेखा सफेद प्रकाश के निरंतर स्पेक्ट्रम के विपरीत है। पहले में, वर्णक्रमीय वितरण उज्ज्वल लाइनों के रूप में मनाया जाता है और दूसरे में, रंगों का एक निरंतर बैंड मनाया जाता है।

यदि सफेद प्रकाश की किरण कम दबाव पर एक चैम्बर में संलग्न हाइड्रोजन जैसे गैस से टकराती है, तो प्रकाश का केवल एक भाग गैस द्वारा अवशोषित किया जाएगा और शेष संचरित हो जाएगा।

जब प्रेषित प्रकाश एक प्रिज्म से गुजरता है तो यह वर्णक्रमीय रेखाओं में टूट जाता है, प्रत्येक एक अलग तरंग दैर्ध्य के साथ, गैस के अवशोषण स्पेक्ट्रम का निर्माण करता है।

अवशोषण स्पेक्ट्रम उत्सर्जन स्पेक्ट्रम से पूरी तरह विपरीत है और यह प्रत्येक तत्व के लिए विशिष्ट भी है। एक ही तत्व के दोनों स्पेक्ट्रा की तुलना करते समय, यह देखा गया है कि उत्सर्जन वर्णक्रमीय रेखाएं हैं जो अवशोषण स्पेक्ट्रम (चित्र 2) में गायब हैं।

चित्र 2. ए) उत्सर्जन स्पेक्ट्रम और बी) अवशोषण स्पेक्ट्रम (लेखक: Stkl। स्रोत:

रासायनिक तत्वों के उत्सर्जन स्पेक्ट्रा के उदाहरण

a) स्पेक्ट्रम के दृश्य क्षेत्र में हाइड्रोजन परमाणु की वर्णक्रमीय रेखाएँ, 656.3 एनएम की एक लाल रेखा, 486.1nm का हल्का नीला, 434nm का गहरा नीला और 410nm का एक बहुत ही बेहोश वायलेट है। ये तरंग दैर्ध्य अपने आधुनिक संस्करण (3) में बामर - राइडबर्ग समीकरण से प्राप्त किए गए हैं।

वर्णक्रमीय रेखा की तरंग संख्या है

Rydberg's स्थिर है (109666.56 सेमी -1)

उच्चतम ऊर्जा स्तर है

उच्चतम ऊर्जा स्तर है

चित्रा 3. हाइड्रोजन का उत्सर्जन स्पेक्ट्रम (लेखक: एड्रिग्नोला। स्रोत: commons.wikimedia.org

बी) हीलियम के उत्सर्जन स्पेक्ट्रम में मुख्य लाइनों की दो श्रृंखलाएं हैं, एक दृश्य क्षेत्र में और दूसरी पराबैंगनी के पास। पीटरसन (4) ने बोह्र मॉडल का उपयोग स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग में हीलियम उत्सर्जन लाइनों की एक श्रृंखला की गणना के लिए दो इलेक्ट्रॉनों के साथ-साथ n = 5 राज्य के कई युगपत संक्रमणों के परिणामस्वरूप किया और तरंग दैर्ध्य के मान प्राप्त किए। प्रयोगात्मक परिणामों के अनुरूप। प्राप्त की गई तरंगदैर्घ्य 468.8nm, 450.1nm, 426.3nm, 418.4nm, 412.2nm, 371.9nm हैं।

c) सोडियम के उत्सर्जन स्पेक्ट्रम में 589nm और 589.6nm की दो बहुत चमकीली रेखाएं होती हैं जिन्हें डी लाइन्स (5) कहा जाता है। अन्य रेखाएँ इनकी तुलना में बहुत कमज़ोर हैं और व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए, सभी सोडियम प्रकाश को डी लाइनों से आना माना जाता है।

संदर्भ

1. हाइड्रोजन परमाणु के उत्साहित राज्यों के जीवनकाल का मापन। वीए अंकुदिनोव, एसवी बोबाशेव, और ईपी एंड्रीव। 1, 1965, सोवियत भौतिकी JETP, वॉल्यूम 21, पीपी। 26-32।
2. डेमट्रॉडर, डब्ल्यू। लेजर स्पेक्ट्रोस्कोपी 1. कैसरस्लॉटर्न: स्प्रिंगर, 2014।
3. डीकेराय, एसएन ठाकुर और। परमाणु, लेजर और स्पेक्ट्रोस्कोपी। नई दिल्ली: फ़ि लर्निंग, 2010।
4. बोह्र रिविज़िटेड: हीलियम की मॉडल और ऑक्टेक्ट्रल लाइनें। पीटरसन, सी। 5, 2016, युवा जांचकर्ताओं की पत्रिका, वॉल्यूम 30, पीपी। 32-35।
5. रासायनिक शिक्षा के जर्नल। जेआर एपलिंग, एफजे योंके, आरए एडिंगटन, और एस जैकब्स। 3, 1993, वॉल्यूम 70, पीपी। 250-251।