widmo optyczne

widmo optyczne,

fiz. rozkład natężenia promieniowania widzialnego uzyskany w wyniku jego rozszczepienia na jednobarwne składowe (którym odpowiadają określone długości fal) za pomocą przyrządów spektralnych, np. monochromatora czy spektrografu optycznego; również skład widmowy tego promieniowania.

Widmo optyczne emisyjne (widmo światła emitowanego przez daną substancję) w obszarze widzialnym ma postać jasnych, barwnych prążków (widmo optyczne liniowe) lub pasm (widmo optyczne pasmowe) na ciemnym tle albo zespołu barw przechodzących płynnie (od czerwieni do fioletu) jedna w drugą (widmo optyczne ciągłe). Widma optyczne liniowe dają pobudzone do świecenia jednoatomowe pary i gazy; widmo optyczne liniowe jest związane ze strukturą elektronową atomu oraz występującymi w nim oddziaływaniami i charakteryzuje atomy pierwiastka emitującego to promieniowanie. Widma optyczne pasmowe składają się z wielu bardzo gęsto rozmieszczonych linii widmowych, które zlewają się w pasma ostro ograniczone z jednej, a rozmyte z drugiej strony; są charakterystyczne dla cząsteczek chemicznych, a ich skomplikowany charakter jest związany z budową cząsteczek (emisja promieniowania wynika nie tylko ze zmiany energii elektronów, lecz ze zmiany energii ruchów oscylacyjnych atomów w cząsteczce oraz ruchów obrotowych — rotacyjnych — cząsteczki jako całości). Widma optyczne ciągłe dają pobudzone do świecenia ciała stałe, ciekłe i gazy pod dużym ciśnieniem (dla ciał tych w wyniku poszerzenia, spowodowanego oddziaływaniami wzajemnymi, linie widmowe zachodzą na siebie) oraz swobodne atomy i cząsteczki, gdy zachodzą procesy fotojonizacji, rekombinacji, fotodysocjacji i asocjacji. Widma optyczne absorpcyjne powstają w wyniku pochłaniania przez ciało, przez które przechodzi promieniowanie o widmie optycznym ciągłym, fal o określonych długościach i w obszarze widzialnym, ma postać ciemnych prążków (lub pasm) na tle ciągłego widma optycznego emisyjnego. Dla atomów i prostych cząsteczek lokalizacja linii absorpcyjnych pokrywa się z odpowiednimi liniami emisyjnymi. Przykładem widma optycznego absorpcyjnego jest widmo Słońca (Fraunhofera linie).

Badania widma optycznego pozwalają poznać budowę atomów i cząsteczek, charakter oddziaływań międzyatomowych, skład chemiczny substancji (analiza spektralna). Pierwsze badania widma optycznego przeprowadził 1666 I. Newton, następnie — J. Fraunhofer; dopiero jednak wynalezienie przez R.W. Bunsena i G.R. Kirchhoffa spektroskopu przyczyniło się do szybkiego rozwoju badań widma optycznego.

Widma optyczne niektórych pierwiastków chemicznych (długość fali w nanometrach)

Dyspersja. W wyniku dyspersji w pryzmacie światło białe zostaje rozłożone na barwy składowe, monochromatyczne; powstaje widmo ciągłe światła białego