Wärmestrahlung vs. Emissionsspektren von Gasen

Ich bin ein Gymnasiast und bin sehr verwirrt über das Absorptions- und Emissionsspektrum von Gasen, zum Beispiel nehmen wir der Einfachheit halber Wasserstoff bei Raumtemperatur, so dass wir in Begriffen von Bohrs Atommodell sprechen können

1) Wir wissen, dass, wenn das weiße Licht hindurchgeht, einige der Wellenlängen von ihm absorbiert werden und das Elektron auf ein höheres Energieniveau angeregt wird, aber wir sagen auch, dass es bei seiner Rückkehr das Photon desselben emittieren wird Wellenlänge, also ist meine Frage, würden diese beiden nacheinander passieren? dh wird das Elektron gleich danach zurückkehren? aber wenn das der Fall ist, würde es gleichzeitig erneut emittieren, also sollten wir die dunklen Linien nicht sehen, die wir normalerweise sehen?

2} Wir wissen auch, dass jeder Körper bei jeder Temperatur auch strahlt, und wenn er Raumtemperatur hat, liegt die meiste Strahlung im Infrarotbereich, aber in diesem Fall beobachten wir, dass Wasserstoff das Photon mit niedrigeren Wellenlängen auch wie wann liefert Elektron würde aus dem 1. angeregten Zustand zum Boden zurückkehren, es würde Strahlung von etwa 122,5 nm emittieren, die im sichtbaren Bereich liegt, also wie ist das möglich? stimmt es nicht mit dem überein, was wir sehen, dass alle körper bei raumtemperatur meist im infrarotbereich strahlen?

Bitte erklären Sie es in einfacher Sprache, die nicht so viele komplizierte Begriffe enthält, weil ich auf der Highschool bin.

Antworten (1)

1} Für das Absorptionsspektrum muss man mit Licht durch das Gas leuchten. Licht kommt normalerweise aus einer Richtung. Wasserstoff absorbiert bestimmte Wellenlängen von diesem Licht und wird in einen angeregten Zustand versetzt. Es kehrt dann in den Grundzustand zurück und emittiert dieses Licht in alle Richtungen. Wenn Sie also das Licht betrachten, das durch das Gas scheint, sehen Sie das fehlende Licht als dunkle Linien im Spektrum. Wenn Sie in andere Richtungen schauen, sehen Sie das emittierte Licht.

Der Himmel ist aus einem etwas verwandten Grund blau. Wenn Licht von der Sonne durch die Atmosphäre wandert, wird ein Teil davon von kleinen Partikeln in alle Richtungen gestreut. Das ist Rayleigh-Streuung . Mehr Blau wird gestreut als andere Farben. Wenn Sie also direkt in die Sonne schauen, ist sie weniger blau, als sie im Weltraum erscheinen würde. Wenn Sie in andere Richtungen schauen, sehen Sie Licht, das direkt von der Sonne weg gerichtet war, aber jetzt in eine andere Richtung gestreut wurde.

2} Wärmestrahlung von Wasserstoff bei Raumtemperatur wird nicht nur dadurch verursacht, dass Elektronen in Orbitale mit höherer Energie befördert werden. H 2 hat eine molekulare Bindung, die Schwingungs- und Rotationszustände aufweist. Siehe Was sind die verschiedenen physikalischen Mechanismen für die Energieübertragung auf das Photon während der Schwarzkörperemission? Informationen zu anderen Mechanismen.

Können Sie bitte auch die Fraunhofer-Linien erklären, dh wir sehen einige dunkle Linien im Spektrum der Sonne. Mein Lehrer sagte mir, dass dies daran liegt, dass einige Wellenlängen von der Chromosphäre absorbiert werden, aber wenn ich mich an Ihre Antwort halte, dann, wenn die Gase der Chromosphäre absorbiert wurden Sie werden sie sicherlich in alle Richtungen aussenden, aber die Strahlung von der Photosphäre breitet sich bereits in alle Richtungen aus, warum sehen wir dann diese dunklen Linien, wenn die Chromosphäre sie auch in alle Richtungen aussendet?
Wenn es stimmt, dass sie es absorbieren und die gleichen Wellenlängen in alle Richtungen emittieren, wodurch die Intensität verringert wird, dann nehmen wir an, wir haben ein grünes Blatt, es sieht grün aus, weil es grün reflektiert und andere Wellenlängen absorbiert, aber Wenn wir uns an Ihre Antwort halten, würde es auch andere Farben emittieren, die es absorbiert hat. Wenn es wahr ist, sollte es weiß aussehen? aber es sah nicht weiß aus, weil ich denke, dass es sie absorbiert, aber die Energie hauptsächlich im Infrarotbereich emittiert, nicht wahr? Warum strahlen dann Gase die gleiche Wellenlänge aus, aber Feststoffe und Flüssigkeiten nicht?