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光谱中的连续问题

答案:2  悬赏:80  手机版
解决时间 2021-02-06 19:27
  • 提问者网友:自食苦果
  • 2021-02-06 00:45
请教物理中的连续和离散问题:
问题一:请问原子的特征谱线,其波长数值是严格值吗?例如:假设某原子的一个谱线波长是450nm,那么指的是严格的450nm数值?还是指以450nm为中心,包含450nm邻域的一断区间数值?(即450nm ± △,△→无穷小)假如是区间数值,那么此区间(例如450nm ± △)光谱可以看成是一段连续光谱吗?
问题二:连续光谱指的是真正意义上的连续吗?即,连续光谱是否由无穷多条严格数值的谱线组成?若是,那么如何体现光的粒子性呢?

我大学是应用物理学科的,当时没认真学,而且毕业8年不从事相关专业大多数东西也忘了,所以就导致了今天的提问。我实质上想问的是,连续光谱是否为真正数学意义上的连续?因为根据量子化的思想,电磁波有最小的能量单位。一束光无论包换多少光子,其能量总是由有限个光子能量叠加起来的,这样,光波的能量就不是连续的,其波长就不能实现真正意义上的连续变化。这样如何能有连续光谱呢?
最佳答案
  • 五星知识达人网友:孤老序
  • 2021-02-06 01:59
这两个问题实际是可以一起回答。光谱是怎么来的?光谱是物质(原子,分子)吸收电磁波之后,其中的电子由低能级跃迁到高能级之后,再从从高能级向下面的各个低能级跃迁过程中释放的电磁辐射能量。
严格意义上说,光谱都是一条一条的线,因为能级的能量是固定的,两个能级之间的能差是固定的,那么光谱峰对应的波长就是相应的上下能级的能差。理论上都应该是线状谱。(大多数原子光谱就是如此)
但是,如果能级之间的能差很小,两条谱线非常近,而检测仪器的分辨率达不到将两条谱线分开的能力,这种情况下就会显得光谱是连续的。这只是其中一种情况。
另外,当物质的密度增加(比如从单个原子,或者对密度很稀薄的气体分子加压),使得物质之间的相互作用(碰撞)增强,也会使得光谱线展宽,这种现象叫做“碰撞增宽”。
此外,溶剂效应也是使得谱线增宽的因素之一,在溶液中测量的光谱往往都是一个一个谱峰,而不能得到单根谱线。
全部回答
  • 1楼网友:话散在刀尖上
  • 2021-02-06 03:20
根据量子理论,原子、分子可处于一系列分立的状态。两个态间的跃迁产生光谱线。每个光谱线系趋于一个短波极限,波长短于这个极限就出现一个光谱的连续区(见原子光谱)。这个极限称线系限。从线系限位置起,连续区的强度很快地下降,这个连续区是连续光谱。 右图是氢原子光谱巴耳末系的连续光谱区,它从h7即巴耳末系的第七条线(n=7)开始,h∞表示线系限的理论位置。   自由电子和离子复合过程可在紫外区和x射线区产生连续光谱。高速电子打到靶上,受靶中原子核库仑场的作用而速度衰减,电子的动能转变成辐射能产生轫致辐射。轫致辐射在紫外和软x射线区也有连续光谱。发光材料在短波光(辐射)或阴极射线激发下发出连续光谱。炽热的物体也产生连续光谱。 电子同步加速器是紫外和x射线光谱区的高强度连续光谱光源(见回旋加速器辐射和同步加速器辐射)。
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