Spectrum shows the distribution of electromagnetic energy as a function
of wavelength or frequency. A common example is the spectrum of white
light dispersed by a prism to produce a rainbow of constituent colours.
The rainbow is the spectrum of sunlight refracted through raindrops. For
white light the colours are red, orange, yellow, green, blue, and violet in
order of decreasing wavelength.

All objects with temperatures above absolute zero emit electro-

magnetic radiation by virtue of their “warmth” alone. This black body
radiation is emitted at progres sively shorter wavelengths as temperature
is increased. The universe (3 K) sends us microwaves; objects at room
temper ature (295 K) – infrared rays; the Sun (6000 K) – yellow light;
and the solar corona (1 million K) – X-rays. Individual atoms can emit
and absorb radiation only at particular wavelengths corresponding to
the transitions between energy levels in the atom. The spectrum of
a given atom (or element) there fore consists of a series of emission or
absorption lines. A familiar example is sodium, used in low pressure
street lights where almost all the energy emerges as a pair of lines in
the yellow part of the spectrum. The device for displaying a spectrum
is called a spectrograph. By analysing the spectrum of a substance, its
chemical composition can be deduced.

Spectroscopy – the study of energy levels in atoms or molecules,
using absorbed or emitted electromagnetic radiation. Inner atomic
electrons give spectra in the X-ray region. Outer atomic electrons give
visible light spectra. The rotation and vibration of molecules give
infrared spectra. The precession of nuclear magnetic moments gives
radio-wave spectra. Many types of spectroscopy exist, often used to
identify the structure of an unknown substance or to detect the pres-
ence of known sub stances.

Spectrum

Spectrum
and spectroscopy

and spectroscopy

Widmo ukazuje rozkład energii elektromagnetycznej w funkcji
długości fali lub częstotliwości. Typowym przykładem jest widmo
otrzymane w wyniku rozszczepienia światła białego przez pryzmat,
prowadzące do otrzymania barw składowych tęczy. Tęcza to światło
słoneczne rozszczepione przez krople deszczu. Kolory składowe światła
białego wymienione w kolejności skracania długości fali to: czerwony,
pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski i fioletowy.

Wszystkie obiekty o temperaturze powyżej zera bezwzględnego emi-

tują promieniowanie elektromagnetyczne z racji posiadania własnego
„ciepła”. Ze wzrostem temperatury ciało czarne emituje promieniowanie
przy coraz krótszej długości fali. Wszechświat (3 K) wysyła do nas mi-
krofale, obiekty o temperaturze pokojowej (295 K) – promieniowanie
mikrofalowe, Słońce (6000 K) – żółte światło, a korona słoneczna
(1 milion K) – promienie X. Pojedyncze atomy mogą emitować i absor-
bować promieniowanie tylko przy swoistych długościach fal odpowia-
dających przejściom pomiędzy poziomami energetycznymi w atomach.
Dlatego widmo danego atomu (lub pierwiastka) składa się z szeregu linii
absorpcyjnych lub emisyjnych. Znanym przykładem jest sód, używany
pod niskim ciśnieniem w lampach ulicznych, gdzie prawie cała energia
uwalnia się z pary linii w żółtej części widma. Urządzenia stosowane do
otrzymywania i rejestracji widma nazywane są spektrografami. Analizując
widmo substancji, można określić jej skład chemiczny.

Spektroskopia – nauka o poziomach energetycznych atomów lub
cząsteczek, wykorzystująca zaabsorbowane bądź emitowane promie-
niowanie elektromagnetyczne. Wewnętrzne elektrony atomu powodują
powstawanie widma w obszarze promieniowania X. Zewnętrzne elektrony
atomu generują światło widzialne. Rotacje i drgania cząsteczek powodują
powstawanie widma w podczerwieni. Precesja magnetycznego momentu
jądrowego powoduje powstanie widma fal radiowych. Istnieje wiele odmian
spektroskopii, wykorzystywanej często do określania struktury nieznanych
substancji bądź też do określania obecności (stężenia) znanej substancji.

Widmo

Widmo
i spektroskopia

i spektroskopia

Laboratorium |

12

/2007

58

English in your laboratory