Экспонат: «Спектроскопия»

255
0

По рисунку кончиков пальцев можно безошибочно идентифицировать личность. По световому спектру – химический состав вещества. Научные названия этих способов – дактилоскопия и спектроскопия – имеют общий корень, означающий на древнегреческом «смотрю», «наблюдаю». Общее между световым спектром и отпечатком пальца – и то, и другое следы, самые настоящие улики, оставленные природой. Расшифровать, раскрыть их хитрый код – значит найти ключ к огромному объему информации.

Наблюдение – первый шаг к научному открытию. Целая наука – астрономия – начиналась с простых визуальных наблюдений, которые долгое время были единственным источником знаний о Вселенной за пределами Земли.

В 1842 году французский философ Огюст Конт писал, что возможно определить форму небесных тел, расстояния до них, их массу и их движения, но человек никогда не сможет ничего узнать об их химическом и минералогическом составе. Однако спустя всего 10 лет способ определения химического состава вещества с помощью одного лишь наблюдения за спектром его излучения был найден немецкими учеными Кирхгофом и Бунзеном.

Их открытие состояло в том, что атом химического элемента способен излучать и поглощать свет лишь одних и тех же частот. Другими словами, любое вещество хорошо поглощает излучение волн именно тех длин, какие само интенсивно испускает. Так было найдено объяснение темным линиям солнечного спектра, известным как линии Фраунгофера, по имени ученого, обнаружившего и подробно описавшего это явление. Кирхгоф пропустил солнечные лучи через окрашенное натрием пламя горелки. В результате темные линии натрия в спектре Солнца стали еще более темными и выраженными. Так ученый убедительно доказал, что из темных спектральных линий в солнечном свете следует, что на Солнце реально имеются те химические элементы, которым эти линии соответствуют (натрий в том числе).

Простой, казалось бы, факт, что мы можем судить о химическом составе вещества по длине волн излучаемого им света, дал начало целой отрасли экспериментальных и прикладных исследований – спектроскопии.

На основе этого метода выросла новая обширная область физики – астрофизика, или физика небесных тел. По интенсивности спектральной линии, по ее форме, поляризации, а также по отношению интенсивности разных линий одного и того же атома или молекулы можно определить не только содержание данного элемента в атмосфере звезды, но и степень ионизации, плотность вещества, его температуру, напряженность магнитного поля, ускорение силы тяжести… Современные высокотехнологичные спектральные приборы позволяют изучать состав любых веществ практически без погрешностей, и стоимость такого оборудования доходит нередко до миллионов долларов.

Но чтобы понять принцип работы метода, достаточно простой стеклянной призмы, которой, кстати, пользовались и ученые, положившие начало спектроскопии.

В Политехе на ВДНХ экспонат «спектроскопия» показывает различия спектров газоразрядных ламп в зависимости от газа, которым они наполнены. Замечали ли вы, как свет уличных фонарей меняет облик города? Как свет может раскрасить целые улицы в желтый, синий, оранжевый цвета? Посетив наш музей, вы будете не просто наслаждаться красотой вечерней подсветки, но и станете различать желтоватый свет натриевой лампы от голубоватого – ртутной!

Режим работы экспозиции «Россия делает сама»:

Вторник – пятница – 10:00–20:00
Суббота – воскресенье – 10:00–21:00
Понедельник – выходной день.

Читайте также