Если какому-либо телу, например натянутой струне, металлическому язычку или же столбу воздуха в духовом инструменте сообщить звуковые колебания, то скорость последних, а, следовательно, и высота тона не зависят от силы толчка, а зависят только от размеров, тяжести и т. д. самого звучащего тела. Точно так же и скорость тех световых колебаний, которые могут быть у данного вещества, а, следовательно, и цвет испускаемого им света зависят только от величины и напряжения его молекул или атомов. Но так как атомы всех химических элементов имеют различный вес, то каждый элемент в раскаленном состоянии должен испускать особый вид световых колебаний, т. е. одноцветный однородный свет, который в спектре дает определенную линию. Однако эти колебания, соответствующие тяжести и пр. могут возникнуть в атомах лишь в том случае, когда они совершенно свободны, т. е. когда они не находятся в соединении с другими атомами, или, другими словами, когда они находятся в газообразном состоянии. Следовательно, только раскаленные газы могут давать однородный свет, или спектр, состоящий из отдельных линий, линейный спектр. Что касается жидкостей и твердых тел, где атомы различным образом связаны друг с другом силами сцепления, то здесь свойственные атомам колебания под влиянием этих связей замедляются или же ускоряются, и тогда вместо одного вида колебаний получаются всевозможные цветные тона. Следовательно, для спектрального анализа тела следует применять только в газообразном состоянии. Но к этому присоединяется еще ряд других моментов. Легко понять, что атомам химических элементов должны быть присущи иные цветные тона, чем более тяжелым молекулам их соединений. Хотя при высокой температуре пламени большинство химических соединений и разлагается на элементы, так что обыкновенно в спектрах получаются линии, характерные для элементов, но есть и такие огнеустойчивые соединения, которые противостоят действию обычных пламен, и тогда получаются спектры соединений, а не элементов. Все такие соединения требуют предварительного изучения их спектров, и только после этого станет возможным правильное применение спектрального анализа 1. Далее, яркость свечения различных тел в раскаленном состоянии неодинакова. Металлы стоят в этом отношении в большинстве случаев на первом месте, металлоиды отступают на второй план, но особенно слабый свет излучают даже в раскаленном состоянии газообразные элементы, как это уже видно из обращения светлых линий тел в газовых атмосферах. Спектры газов можно наблюдать почти исключительно в гейсслеровских трубках, пропуская через них электрические искры. Но при этом, конечно, давление и температура опять-таки оказывают значительное влияние на спектры. Сильное давление, сближая молекулы, ограничивает свободу их колебаний и, присоединяя к световым тонам, обычно свойственным молекулам, в первую очередь ближайшие тона, расширяет линии спектра в более или менее обширные полосы; в результате этого линейный спектр превращается в полосатый. Аналогичным образом действуют и температурные изменения. Но как далеко могут при этом зайти изменения спектров, влияет ли температура только на ширину линий или же она изменяет весь вид спектра, — эти вопросы оказались очень трудными для разрешения. Уже в начале 1859 г. Плюкер описал спектры разреженных газов в гейсслеровских трубках, а в 1862 г. он отметил, что от одного и того же вещества можно получить спектры различного вида и что поэтому, раньше, чем ставить вопрос о надежности спектрального анализа, следует установить зависимость спектров от температуры. Затем на основании более обширной работы, произведенной совместно с Гитторфом, он же указал, что для водорода, азота, паров серы и некоторых других газов можно по желанию получить два вида спектров: один слабый, сплошной, с затененными участками, другой — состоящий из ряда светлых линий с темными промежутками. Первый вид спектров, получающийся в гейсслеровских трубках при слабом давлении от тока небольшой катушки Румкорфа, Плюкер назвал спектрами первого порядка; второй вид, легко получающийся при включении лейденской банки в цепь тока, он назвал спектрами второго порядка. Так как включение лейденской банки дает лишь кратковременное прохождение через трубку значительных зарядов электричества, следовало полагать, что причиной превращения спектров первого порядка в спектры второго является возникающая при этом высокая температура.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «СПЕКТРЫ РАЗЛИЧНЫХ ПОРЯДКОВ» з дисципліни «Історія фізики»
