【種花家務(wù)·物理】4-6-07可見光譜『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』
【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』,此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版,并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材,本系列叢書共包含17本,層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平,其最大特點就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書是大半個世紀(jì)前的教材,很多概念已經(jīng)與如今迥異,因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來自學(xué)。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實的學(xué)酥重新自修以查漏補(bǔ)缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我寫的注解。
【山話嵓語】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實還有新版,即80年代的改開版,改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容,直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過我依然選擇6677版,首先是因為6677版保留了很多古早知識,讓我終于搞明白了和老工程師交流時遇到的奇特專業(yè)術(shù)語和計算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險極小,即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯的自學(xué)教材,不該被埋沒在故紙堆中,是故才打算利用業(yè)余時間,將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。?
第六章光的波動性
【山話||? 本系列專欄中的力單位達(dá)因等于10??牛頓;功的單位爾格等于10??焦耳;熱量的單位卡路里等于4.186焦耳;電荷的單位靜庫(1庫倫=3×10?靜庫);電勢的單位靜伏等于300伏特。另外這套老教材中力的單位常用公斤、克等,但如今是不允許的,力是不能使用質(zhì)量單位的?!??
§6-7可見光譜
【01】光譜按產(chǎn)生的方法可以分為發(fā)射光譜和吸收光譜兩大類。
1、發(fā)射光譜
【02】由發(fā)光體所發(fā)出的光直接生成的光譜叫做發(fā)射光譜。由于產(chǎn)生的情況不同,它又分為連續(xù)光譜和明線光譜兩種。
(1)連續(xù)光譜
【03】包含由紅到紫各種色光在內(nèi)的連續(xù)彩色光帶,這種光譜叫做連續(xù)光譜。
【04】連續(xù)光譜是固體或液體在高溫下所發(fā)出的光生成的?;」鉄舻奶苛0l(fā)光,溫度高達(dá) 4000°C;白熾電燈發(fā)光,燈絲的溫度達(dá) 2000°C 左右,它們都是熾熱的固體發(fā)光的例子。熔融的鋼水發(fā)光,溫度也在 2000°C 左右,這是熾熱的液體發(fā)光的例子。它們發(fā)出的光都能生成連續(xù)光譜。
(2)明線光譜
【05】在黑暗的背景上只有一些不相連續(xù)的明線,這種光譜叫做明線光譜。
【06】明線光譜是氣體或蒸汽在高溫下所發(fā)出的光生成的。例如把鹽類的粉末放在煤氣燈或酒精燈的火焰中,鹽類就在高溫下分解,金屬蒸發(fā)以后就得到它的熾熱蒸汽,把這種火焰發(fā)出的光射到分光鏡上,除了火焰本身生成微弱的連續(xù)光譜以外,還有熾熱的金屬蒸汽生成的明線光譜;通過封閉在管內(nèi)的稀薄氣體放電的方法也能得到這種氣體的明線光譜。圖6·27就是利用稀薄氣體放電發(fā)光來觀察明線光譜的實驗裝置。

【07】明線光譜里的明線叫做光譜線。每種元素的高溫蒸汽各有它自己特有的明線光譜,光譜中譜線的條數(shù)、位置都各不相同,通過這些譜線就可以識別它是那種元素發(fā)出來的,所以我們把一種元素發(fā)出的光譜線,稱做這種元素的標(biāo)識譜線。現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一百多種元素的標(biāo)識譜線,它們的條數(shù)、位置各不相同,甚至沒有一條是彼此重合的,這也表明每種元素的熾熱蒸汽所發(fā)出的光,各有它自己特有的一些頻率。
2、吸收光譜
【08】在連續(xù)光譜的背景上,分布著許多暗線,這種光譜就叫做吸收光譜。
【09】吸收光譜是溫度很高的光源發(fā)出來的白光,通過溫度較低的蒸汽或氣體后生成的。
【10】例如,讓高溫光源發(fā)出的白光,通過溫度較低的鈉(Na)的蒸汽,經(jīng)過棱鏡后就能生成鈉的吸收光譜,這個光譜背景是明亮的連續(xù)光譜,而在鈉汽的黃色光譜線(鈉的標(biāo)識譜線)的位置上出現(xiàn)了暗線。如果白光是通過鐵的低溫蒸汽,那么在連續(xù)光譜背景中鐵的標(biāo)識譜線的位置上就會出現(xiàn)相應(yīng)的暗線.。
【11】通過對元素明線光譜和吸收光譜大量的觀察和比較,德國物理學(xué)家基爾霍夫(1824~1887)于1859年總結(jié)出這樣一條定律:每一種元素的吸收光譜里暗線的位置,跟它的明線光譜里明線的位置是互相重合的;也就是每種元素所發(fā)射的光的頻率跟它所吸收的光的頻率是相同的。
【12】大陽光譜也是一種吸收光譜,在它的連續(xù)光譜的背景上,分布著許多條暗線,這些暗線是夫瑯和費首先在1817年發(fā)現(xiàn)的,稱為夫瑯和費線。
【13】太陽光譜本來應(yīng)當(dāng)是連續(xù)的,為什么會有暗線存在呢?原因是:太陽發(fā)出的白光,要穿過溫度比太陽本身低得多的太陽大氣層,而在這大氣層里存在著從太陽里蒸發(fā)出來的許多元素的氣體,太陽光穿過它們的時候,跟這些元素標(biāo)識譜線相同的光,都被這些氣體吸收掉了,所以太陽光到達(dá)地球上就形成了吸收光譜。