Temat

Zjawisko emisji i absorpcji energii przez atomy gazu

Etap edukacyjny

Trzeci

Podstawa programowa

X. Fizyka atomowa. Uczeń:

3) opisuje jakościowo pochodzenie widm emisyjnych i absorpcyjnych gazów.

Czas

45 minut

Ogólny cel kształcenia

Opisuje mechanizm powstawania widm emisyjnych i absorpcyjnych gazów.

Kształtowane kompetencje kluczowe

1. Rozróżnia widma emisyjne i absorpcyjne gazów.

2. Określa barwę linii emisyjnych na podstawie długości fali.

Cele (szczegółowe) operacyjne

Uczeń:

- wyjaśnia pochodzenie widm emisyjnych i absorpcyjnych gazów,

- określa związek barwy linii emisyjnych z długością fali.

Metody kształcenia

1. Dyskusja.

2. Doświadczenie.

Formy pracy

1. Praca indywidualna.

2. Praca grupowa.

Etapy lekcji

Wprowadzenie do lekcji

Powtórzenie wiadomości:

Opisz widmo elektromagnetyczne. Jaki zakres ma promieniowanie widzialne?

Realizacja lekcji

Widmo promieniowania ciała doskonale czarnego jest ciągłe, co oznacza, że emituje ono promieniowanie o każdej długości fali. Gdy promieniowanie przechodzi przez gaz, niektóre z atomów lub cząsteczek w gazie pochłaniają część jego energii. Zaabsorbowane długości fal są charakterystyczne dla danego atomu lub cząsteczki. Promieniowanie wychodzące z gazu traci te określone długości fal, tworząc widmo z ciemnymi liniami absorpcyjnymi.

Atomy lub cząsteczki gazu emitują powtórnie promieniowanie o tej samej co pochłonięta długości fali. Obserwując to powtórnie emitowane promieniowanie, możemy zobaczyć jasne linie spektralne na ciemnym tle. Linie emisyjne mają te same długości fal co linie absorpcyjne dla danego gazu. Zjawiska te można opisać za pomocą praw Kirchhoffa.

Prawa Kirchhoffa:

1. Promieniowanie ciągłe przechodzące przez gaz wytwarza widmo z ciemnymi liniami absorpcyjnymi.
2. Gaz ten obserwowany pod kątem względem źródła promieniowania wytwarza serię jasnych linii emisyjnych.

Polecenie
Otwórz i obejrzyj ilustrację interaktywną.

[Ilustracja interaktywna]

Definicja
Widmo emisyjne - rozkład promieniowania elektromagnetycznego uwalnianego przez substancję, której atomy zostały wzbudzone przez ciepło lub promieniowanie. Jasne linie w widmie nazywane są liniami emisyjnymi.

Definicja
Widmo absorpcyjne - charakterystyczny wzór ciemnych linii (linii absorpcyjnych) lub pasm, które występują, gdy promieniowanie elektromagnetyczne przechodzi przez ośrodek absorpcyjny.

Polecenie
Na poniższym rysunku przedstawione są charakterystyczne linie widma wodoru.
Jaki to rodzaj widma?
Wyszukaj w Internecie, jakie długości fali odpowiadają tym czterem liniom.
Co to jest seria Balmera?

[Ilustracja 1]

Podsumowanie lekcji

Kiedy atomy są wzbudzane, emitują światło o określonych długościach fal, które odpowiadają różnym barwom. Emitowane światło może być obserwowane jako seria kolorowych linii z ciemnymi przestrzeniami pomiędzy nimi - to widmo emisji. Każdy pierwiastek tworzy unikalny zestaw linii spektralnych.

Atomy mogą absorbować światło - w takim przypadku mówimy o widmie absorpcyjnym.