|
|
การเกิดสเปกตรัมอะตอม
ทำไมนักวิทยาศาสตร์สนใจศึกษาสเปกตรัมอะตอม
เพราะสเปกตรัมอะตอมเปรียบเสมือนลายพิมพ์นิ้วมือของมนุษย์ซึ่งใช้พิสูจน์ุบุคคลได้เนื่องจากลายพิมพ์นิ้วมือ
แต่ละคนไม่เหมือนกัน เป็นลักษณะเฉพาะบุคคล สเปกตรัมอะตอมก็เช่นกัน เป็นลักษณะเฉพาะอะตอม ธาตุแต่ละ
ชนิดจะมีชุดของสเปกตรัมอะตอมไม่เหมือนกันเลย ดังนั้นเราจึงใช้ข้อมูลที่อ่านได้จากชุดของสเปกตรัม
เพื่อพิสูจน์อะตอมได้
สเปกตรัมอะตอมเกิดขึ้นได้อย่างไร
 แบบที่ 1: เกิดจากการเผาวัตถุแข็งหรือวัตถุเหลวให้ร้อน เช่น การเผาเกลือแกง (NaCl) จะได้ไอร้อนของโซเดียม
บริสุทธิ์ีซึ่งจะปล่อยคลื่นแสงที่ประกอบด้วยคลื่นทุกย่านความถี่อย่างต่อเนื่อง สเปกตรัมที่เกิดจากวิธีนี้เรียกว่า
สเปกตรัมต่อเนื่องแถบสว่าง (continuous bright spectrum)
แบบที่ 2: เกิดจากการเผาแก๊สให้ร้อน แทนที่จะเป็นวัตถุแข็ง สเปกตรัมที่เกิดจากวิธีนี้เรียกว่า สเปกตรัมเส้นสว่าง
(bright line spectrum)
แบบที่ 3: เกิดจากการปล่อยให้คลื่นแสงที่มีความถี่ต่อเนื่อง(จากแบบที่ 1) ผ่านแก๊สเย็น สเปกตรัมที่เกิดจากวิธีนี้
เรียกว่า สเปกตรัมต่อเนื่องกับเส้นมืด (continuous spectrum with dark lines)
ภาพนี้ดัดแปลงมาจาก http://www.astro.virginia.edu/class/majewski/astr313/lectures/spectroscopy/spec.html
โปรดสังเกตตำแหน่งของเส้นสว่างในแบบที่ 2 จะเห็นได้ว่า ทุกเส้นจะอยู่ตรงตำแหน่งเดียวกับตำแหน่งของเส้นมืด
ในแบบที่ 3 ทั้งนี้เป็นเพราะว่า แก๊สเย็นซึ่งอยู่ในสภาวะปกติ (ไม่ถูกกระตุ้น) ดูดกลืนคลื่นแสงที่มีความถี่ค่าตรงกัน
กับความถี่ของคลื่นที่มันปลดปล่อยออกมาขณะร้อน นั่นหมายความว่า สถานะพลังงานของแก๊สต้องมีคุณลักษณะ
อะไรบางอย่างที่แน่นอน และกระบวนการเปลี่ยนแปลงระดับพลังงานต้องย้อนกลับได้
แล้วสถานะที่ว่านี้ต้องเป็นอย่างไร??? ลองพิจารณาตัวอย่างสเปกตรัมของไฮโดรเจนอะตอมในหน้าถัดไป เผื่อได้คำตอบ
ตัวอย่างสเปกตรัมอะตอมแบบเส้นสว่างของธาตุบางตัว
ภาพนี้คัดลอกมาจาก http://cat.middlebury.edu/~chem/chemistry/class/general/ch103/hatom/intro.html
สรุปว่า สเปกตรัมอะตอมเกิดจากการคายคลื่นแสงของอะตอมขณะร้อน ถ้าเป็นอะตอมของวัตถุแข็งหรือเหลวร้อน
จะให้สเปกตรัมต่อเนื่องแถบสว่าง ถ้าเป็นอะตอมของแก๊สร้อนจะให้สเปกตรัมเส้นสว่าง แต่ถ้าเป็นอะตอมของแก๊สเย็น
จะได้สเปกตรัมแบบเส้นมืด ซึ่งเกิดจากการดูดกลืนคลื่นแสง
ยังมีต่อ 
|
