2.2. Vznik spektra

Princip:

Přivedením elektronu do tzv. vybuzeného stavu, tj. dodáním větší množství energie, než mu přísluší v jeho základním stavu (termicky, opticky, nebo elektricky) dojde k jeho přeskoku na energeticky bohatší hladinu a po krátké prodlevě k jeho návratu do původního stavu. Tím se dříve přijatá energie uvolní ve formě záření o určité frekvenci (vlnové délce). Vlnová délka vyzářené energie je pro každý prvek charakteristická a je kvalitativní charakteristikou záření.

Energie fotonu: ∆E = Eq – Ep = h . n = h . c / λ

n … kmitočet záření

h … Planckova konstanta (6,625 .10^-34 J.s)

c … rychlost záření (3 .10⁸ m.s^-1)

Ztráta energie je doprovázena emisí záření a vlnové délky jsou určeny horní a spodní energetickou hladinou přechodu:

λ = c . h / Eq – Ep

λ … vlnová délka záření (nm)

Pravděpodobnost přechodu atomu z excitovaného stavu do stavu s nižší energií není u různých přechodů stejná. Uvažujeme-li existenci pouze dvou stavů atomů (základní 0 a excitovaný 1) je intenzita emisní čáry pro přechod 1→0 úměrná Einsteinovu koeficientu přechodové pravděpodobnosti A₁₀. Tato intenzita bude tím větší, čím je větší počet atomů v excitovaném stavu.

I₁₀ ≈ konst. A₁₀ . N₁

I₁₀ … intenzita emisní čáry pro přechod 1→0

Návrat valenčního elektronu na základní hladinu atomu je spojen s emisí záření, které se neprojevuje jediným přechodem, ale řadou postupných dovolených přechodů => pozorujeme více čar ve vzniklém spektru.

Složitost spekter a počet čar roste u prvků od první k osmé skupině periodické tabulky

Obr. 1 Vnik spektrálních čar

Obr. 2 Absorpce a emise atomu vodíku

Obr. 3 Vliv teploty

Obr. 4 Spektrum

Obr. 5 Spektrum vodíku

Obr. 6 Spektra plynů