Orbita . U Z

Ilm-fan fazosi uzra

  • Shrift o'lchamini kattalashtirish
  • Odatiy shrift o'lchami
  • Shrift o'lchamini kichiklashtirish

Spektral tahlil

E-mail Chop etish
Maqola Reytingi: / 8
Juda yomon!A'lo! 

Spektral tahlil

Quyosh nuri prizma orqali otkazilganida, uning ortidagi ekranda spektr paydo bo'ladi. Olimlarning bu hodisaning mohiyatini anglashga va unga konikishga ikki yuz yilga yaqin vaqt ketdi. Agar sinchkovlik bilan qaralmasa, spektrning alohida qismlari ortasida aniq chegarani korib bolmaydi: qizil asta sekinlik bilan zargaldoqqa, zargaldoq esa sariqqa otib boradi va ho kazo.

Spektrga birinchilardan bolib sinchkovlik bilan nazar solgan inson - ingliz hakimi kimyogari Uilyam Xayd Vollaston (1766-1828) boldi. Vollaston quyosh spektridagi bir necha oraliqlarda, kozga korinmaydigan tartibda kesib otuvchi noma'lum xira chegara chiziqlarini kuzatdi. Lekin u bu hodisaga unchalik ahamiyat bermadi. Vollaston spektrdagi xira chiziqlarni prizmaning oziga xosligi (masalan nuqsoni) yoki nur manbaga bolayotgan biror tashqi ta'sir, yoki yana biror boshqa juz'iy sababdan deb oyladi. Uni faqat mazkur chiziqlar rangdor yolaklarni bir-biridan yaqqol ajratib turganligi qiziqtirgan. Vollaston unchalik katta ahamiyat bermagan bu noma'lum chiziqlarni haqiqiy ma'noda chuqur ilmiy tahlil qilib organib chiqqan olim Olmoniyalik Yozef Fraungofer (1787-1826) boldi. Uning sharafiga bu chiziqlar fanda Fraungofer chiziqlari deb yuritila boshladi va ajoyib tadqiqotchining nomini tarixda abadiylashtirdi.


Yozef Fraungofer 1787-yilning 6 mart kunida Olmoniyaning Shtraubing shahrida kambagal oyna soluvchi va shishaga ishlov beruvchi usta oilasida dunyoga keldi. Taqdir unga 11 yoshidayoq qattiq zarba berdi: u 1798-yilida, birdaniga ham otasidan, ham onasidan ayrildi. U Myunxendagi kozgu va shishalarga ishlov beruvchi boshqa bir ustaga shogird tushib, uning xizmatida kun kechirishga majbur boldi. Ustaning qolida u shishaga sayqal berish hunarini egallay boshladi. Biroq u ishdan ortib, oqib xat-savod chiqarishga vaqt ham, mablag ham topa olmasdi. Fraungofer 14 yoshgacha oqishni ham yozishni ham bilmagan. Uni doimo omadsizliklar ta'qib qilib yuradiganday edi. Lekin aynan shunday omadsizliklarning biri unga katta omad keltirdi: kunlarning birida Fraungofer yashab turgan oz ustasining uyi qulab tushdi. Fraungofer vayronalar ostida qolib ketdi. Yosh shogirdchani vayronalar orasidan sog - salomat qutqarib olishdi. Tasodifan yaqin oradan otib ketayotgan Bavariya valiaxd shahzodasi Maksimillian-Iosif voqealarni kuzatib turgan ekan. Uning yosh va yupun kiyingan Yozefga rahmi kelib, unga anchagina pul berdi. Bu pul Fraungoferga ta'lim olishni boshlab yuborishga va qoshimchasiga ozi mustaqil ishlashi uchun alohida sayqallash dastgohi sotib olishga bemalol yetgan.

Fraungofer tez orada mukammal matematik bilimlarga ega boldi. u Benediktbyoyrndagi matematika va optika institutida ta'lim olib, 1806-yildan boshlab osha yerning ozida assistent bolib ishlay boshladi. Bu institutda Yozef Fraungofer linzalar va optik apparaturalar tayyorlash ishlarini mukammal organib, ozi ham doimiy amaliyot bilan shugullangan. ota mehnatkashligi va egallagan chuqur bilimlari tufayli, Fraungofer Benediktbyoyrn matematika va optika institutida tezda katta obro qozondi. 1809-yilda u institut rahbariyatida yuqori lavozimlardan birini egalladi. 1818-yildan esa u institut direktori etib tayinladi. 1823-yildan boshlab Myunxen universiteti fizika kabineti mudiri va Bavariya Fanlar Akademiyasi a'zosi, 1824-yildan e'tiboran esa Leopoldin akademiyasi a'zosi bo'lgan. Yozef Fraungofer ta'sischiligida 1814-yilda tashkil qilingan Utsshneyder va Fraungoferfirmasi, osha davrlarda butun dunyoda eng sifatli va mukammal sayqallangan optik jihozlar - refraktorlar, linzalar va teleskoplar ishlab chiqargan.

Bir vaqtning ozida Fraungofer tinimsiz ilmiy faoliyat yuritar edi. Uni ayniqsa ozi bolaligidan ichiga shongib ketgan soha - optika muammolari qiziqtirar edi. Uning linzalarni sayqallash boyicha ishlab chiqqan yangicha uslub va mexanizmlari, olchov asboblari tufayli, flintglas va kronglasning yangicha, ota yuqori sifatli va keraklikcha katta olchamli namunalarini olishga erishildi. Ayniqsa uning linzaning zaruriy shaklini ota yuqori aniqlikda tayyorlash borasida ishlab chiqqan maxsus usuli, amaliy optika yonalishi rivojida katta burilish yasadi. Bu haqida Fraungoferning zamondoshi bo'lgan E. Lommel ilgari orzu qilish ham mumkin bolmagan darajada deb baholagan edi. Ushbu usul tufayli axromatik teleskoplarning sifati yanada mukammallashib, optikaning qollash chegarali yanada kengaydi. Shuningdek Fraungofer okulyar mikrometr va obyektiv mikrometr - geliometrlari ixtiro qilgan.

Optika sohasida yetuk mutaxassis bolib tanilgan Fraungofer, shishaning turli navlaridagi sindirish korsatkichlarini va yoruglik dispersiyasi hodisalarini tadqiq qilib borib, yoruglik spektrini faqatgina quyosh nurlaridan emas, balki sham va lampa piligidan tarqalayotgan nurlarda ham tekshirib korishga kirishdi. U turli xildagi bir necha prizmalar tayyorlab, yorug'lik spektrini sinchiklab tekshira boshladi. U spektrda yorqin sariq chiziqni korib qoldi. U boshqa boshqa prizmalar orqali qayta-qayta tekshirib, har safar osha yorqin sariq chiziq doimo spektrning aynan bir joyida korinayotganligini aniqladi. Hozirda biz bu chiziqni natriyning sariq chizigi deb yuritamiz. Bu chiziq har doim bir xil joyda joylashganligidan, sindirish korsatkichini aniqlash uchun juda qulay hisoblanadi. Shundan keyin Fraungofer, shu kabi chiziqni quyosh spektrida ham korish mumkinmi-yoqmi tekshirib korish maqsadida, teleskop yordamida quyoshga yuzlandi. Bu haqida u 1815-yilda yozgan ilk ilmiy ishida shunday qayd etadi:

Men shunday chiziqni quyosh spektrida ham korsa bolarmikin degan fikr bilan tekshiruvga kirishdim. Va men teleskop yordamida quyoshda spektrning boshqa qismidan xiraroq bo'lgan, bir emas, balki favqulodda kop miqdorda ba'zilari ravshan va ba'zilari xiraroq bo'lgan, vertikal chiziqlarni kordim. Ulardan ba'zilari umuman qop-qoradek tuyulardi.

U quyoshda hammasi bolib 574 ta shunday chiziqni sanab chiqdi, ularni nomladi va ularning spektrdagi joylashuv orinlarini aniq korsatib berdi. Aniqlanishicha, xira chiziqlarning joylashuvi qat'iy ozgarmas bolib, ayniqsa spektrning sariq qismida aniq ravshan va keskin ikkilangan chiziq paydo bolardi. Bu chiziqni Fraungofer O chizigi deb nomladi. Tez orada, olim, spirt yonishidan paydo bo'lgan alanga spektrida ham, xuddi quyosh spektridagi O chizigi paydo bo'lgan joyda doimiy ravishda ikkilangan yorqin sariq chiziq paydo bolayotganligini aniqladi. Bu kashfiyotning ahamiyati faqat oradan bir necha yil otganidan keyingina olimlar tushunib yetishdi.

Quyosh spektridagi xira chiziqlarni tadqiq qilib borib Fraungofer tez orada ularning korinish sababi inson kozining optik aldanishi emas, balki quyosh tabiatining ozi bilan bogliq ekanligini fahmladi. Keyingi kuzatuvlari davomida u shunday chiziqlarni Veneradan taralayotgan (aniqrogi Venera qaytarayotgan) va Sirius yulduzidan tarqalayotgan yorug'lik spektrida ham aniqladi.

Fraungoferning kashfiyotlaridan biri keyinchalik ma'lum bolishicha, fan uchun ota ahamiyatli bolib chiqdi. bu orinda soz ikkilangan D-chiziq haqida bormoqda. 1814-yilda, olim oz ilmiy tekshirishlari natijalarini ommaga ma'lum qilganida, bu narsaga kopchilik unchalik katta e'tibor qaratishmagan. Lekin oradan 43 yil otib Uilyam Svan (1828?1914) spirt lampasidagi ikkilangan O sariq chiziq, faqat natriy mavjud bolganida paydo bolishini aniqladi. Biroq, ozigacha bo'lgan kopchilik singari Svan ham bu effektning ahamiyatini anglab yetmadi. U hal qiluvchi bo'lgan quyidagi sozlarni ayta olmadi: Bu chiziq natriyga tegishi! Bunday oddiy va muhim xulosaga birinchi bolib 1859 yilda, birdaniga ikkita olim - Gustav Robert Kirxgof (1824-1887) va Robert Vilgelm Bunzen (1811-1899) kelishdi. Geydelbergdagi universitet laboratoriyasida ular quyidagicha tajriba o'tkazishayotgan edi: ulargacha bo'lgan tekshiruvchilar yoki faqat quyosh spektrini, yoki faqat spirt lampasi spektrini tekshirishgan. Bunzen va Kirxgof esa har ikkala yorug'lik manbai nurlarini ham bitta prizmadan o'tkazib korishdi. Prizmada Quyosh nuri otganda paydo bo'lgan O chiziq ornida, spirt lampasi yorug'ligi otganda, Fraungoferdan ma'lum bolganidek, ikkilangan yorqin sariq chiziq paydo boldi. Bu avvaldan ma'lum isbotlangan holat. Bunzen va Kirxgof quyosh nurlarini yolini ekran bilan tosib qoyib, prizmani faqat spirt lampasi bilan yoritishdi. O chiziq ornida yana osha sariq yorqin chiziq paydo boldi. Ekranni olib qoyilganda, chiziq yana xiralashib qoldi. Keyin quyosh nurlari orniga qizigan jismdan taralayotgan nurni qollab korishdi - natija yana avvalgiday. Ya'ni sariq yorqin chiziq ornida xira chiziq paydo boldi. Demak, spirt lampasi, ozi chiqarayotgan nurlarni ozi yutayotgan edi. Bu narsa nimasi bilan yuqoridagi ikki professorni oziga jalb qilganini, ularning quyidagi muhokamalaridan ham bilsa boladi:

Spektrdagi yorqin sariq O chiziq doimo, natriy bolsagina paydo boladi. Quyosh spektrining aynan shu joyida tabiati noma'lum bo'lgan xira chiziq joylashgan. Har qanday qizigan jism spektri - yaxlit (uzilmaydigan) va unda xir chiziqlar yoq. Lekin, bunday nurni spirt lampasidan otkazilsa, uning spektri quyosh spektridan hech qanday farqqa ega bolmaydi. Unda ham aynan osha joyda xira chiziq paydo bo'ladi. Biz bu chiziqning tabiatini deyarli bilamiz - u natriyga tegishli. Demak, kuzatuv sharoitiga muvofiq, natriyning O chizigi, yoki yorqin sariq rangda, yoki xira fonda bolishi mumkin, biroq, har qanday holatda ham, bu chiziqning paydo bolishi, (u sariq yorqnimi, yoki, xirami farqi yoq!) spirt lampasida natriy mavjud ekanligini bildiradi. U quyoshning ichki ota qizigan yadrosi tomonidan yoritilayotgan tashqi gaz bulutida joylashgan.

1859-yilda Kirxgof tomonidan yozilgan ikki sahifalik ushbu qisqa qaydnoma, birdaniga tortta muhim kashfiyotni bayon qilgan edi:

-Har bir element ozining chiziqli spektriga, demak qat'iy belgilangan chiziqlar toplamiga ega;

- Bunday chiziqlarni nafaqat yerdagi moddalarni tahlil qilish uchun, balki yulduzlarni tekshirish uchun ham qollash mumkin;

- Quyosh ota qizigan yadro qizigan gazlardan iborat nisbatan sovuqroq atmosferaga ega;

- Quyoshda natriy elementi mavjud.

Dastlabki uch mulohaza tez orada oz isbotini topdi. Xususan quyoshning tuzilishi haqidagi fikr, Fransiya Fanlar Akademiyasining 1868-yilda astronom Jansen boshchiligida Hindistonga uyushtirgan ekspeditsiyasi davomida olib borilgan tekshirishlar orqali ilmiy tasdiqlandi. Jansen Hindiston ekspeditsiyasi vaqtida quyosh tutilishi hodisasini kuzatdi. U quyoshning toliq tutilishi chogida, qizigan yadrosini oy tosib qolganda, ya'ni, quyoshning faqat toji porlab turgan vaziyatda quyosh spektrini tekshirdi. Bunda quyosh spektridagi barcha xira chiziqlar yorqin ranglar bilan porlayotgan edi.

Ikkinchi mulohazani esa Kirxgof va Bunzen nafaqat mohirona isbotlashdi, balki undan ikkita yangi kimyoviy element - rubidiy va seziyning kashf etish uchun foydalanishdi.

Hozirda biz olis galaktikalar va yulduzlarning ham kimyoviy tarkibi, harorati, aylanish tezligi va ho kazo qimmatli ma'lumotlarni olishimizga beminnat xizmat qiladigan ajoyib ilmiy tekshirish usuli - spektral tahlil shu tarzda dunyoga keldi.

Keyinchalik elementlarni qozgalish holatiga keltirish uchun koproq elektr kuchlanishidan foydalana boshlashdi. Kuchlanish ta'sirida, elementlar faqat oziga xos bo'lgan tolqin uzunliklarida, ya'ni ma'lum ranglarda yorug'lik tarata boshlaydi. Bu yorug'lik, eng asosiy qismi shisha yoki kvarts prizma bo'lgan spektral apparat (spektroskop) yordamida parchalanadi. Bu jarayonda, spektroskopda, har bir ma'lum bir kimyoviy elementga taalluqli bo'lgan, yol-yol chiziqlar toplami hosil bo'ladi.

Masalan, kleveit mineralining qizdirilganda, azotga oxshash gaz ajralib chiqishi avvaldan ma'lum edi. Spektroskop yordamida tekshirilganida, bu gaz fanga hali noma'lum bo'lgan nodir gazlardan biri ekanligi aniqlandi. Elektr yordamida qozgatilganida, avvalroq quyosh spektrida ham kuzatilgan chiziqlardan birining ornida paydo bolardi. Bu, Ramzay tomonidan avvalroq quyoshda aniqlangan elementning yerda ham kashf etilishi edi. Bu elementga, uning avvalo quyoshda aniqlangani sharafiga, yunoncha gelios - Quyosh sozidan kelib chiqib, Geliy nomi berildi.

Bugungi kunda spektrning ikki xil turi ma'lum: uzluksiz (yoki issiqlik spektri) va chiziqli. Issiqlik spektri qattiq jismlarning qizishi natijasida hosil bo'ladi va osha jismning tabiatiga bogliq. Chiziqli spektr esa alohida, keskin chiziqlar toplamidan iborat bolib, gaz va buglarning qizishi natijasida paydo bo'ladi. Shunisi muhimki, bunday chiziqlar toplami har qanday element uchun takrorlanmasdir. Bundan tashqari, elementlarning chiziqli spektrlari, ushbu elementlardan tarkib topgan kimyoviy birikmalarning xossalariga bogliq bolmaydi. shundan kelib chiqib, ularning paydo bolish sababini, atomlarning xususiyatlaridan qidirish kerak bo'ladi.

Elementlarning chiziqli spektr orqali aniq va toliq ifodalanishini tez orada hamma tan oldi, lekin olimlarning, aynan shu spektr alohida bir atomni ifodalashini anglab yetishlari uchun ma'lum vaqt kerak boldi. Bu narsa esa, mashhur ingliz astrofizigi Normann Lokyerning (1836-1920) 1874-yilda e'lon qilingan ilmiy ishlaridan keyin sodir boldi. Voqelik mohiyatini anglab yetishganda esa, juda muhim va olamshumul xulosaga kelishdi: agar chiziqli spektrdagi chiziqlarning har biri, alohida bir atom tufayli paydo bolar ekan, demak atom ham strukturaga ega, ya'ni tarkibiy qismlarga bolinadi!

Albatta, Fraungoferdan boshlab, Kirxgof, Bunzen va Ramzaylarning olib borilgan spektral tahlil borasidagi ilmiy tadqiqotlarning ahamiyati, fanga ilgari noma'lum bo'lgan kimyoviy elementlarning kashf etilishining ozi bilan ham nihoyatda qimmatlidir. Biroq, ushbu tadqiqotlar zanjiri natijasida yuzaga kelgan - atomning bolinishini kashf etilishi va uni parchalashning uddalanishi tufayli insoniyat erishgan ilmiy va amaliy yutuqlar esa undan ham qimmatliroqdir. Bu haqida esa keyinroq hikoya qilamiz...

_________________________________

Maqolaga ilova:

Fraungofer chiziqlari.


Bizni ijtimoiy tarmoqlarda ham kuzatib boring:

Feysbukda: https://www.facebook.com/Orbita.Uz/

Tvitterda: @OrbitaUz

Google+ : https://plus.google.com/104225891102513041205/posts/

Telegramdagi kanalimiz: https://telegram.me/OrbitaUz

Yangilаndi: 13.09.2018 14:23  
Maqola yoqdimi? Do'stlaringizga ham tavsiya qiling:

Mulohaza bildiring:


Mahfiy kod
Yangilash

Banner

Orbita.Uz infotekasi

Milliy bayramlarimiz

Yaqin kunlardagi rasmiy bayramlar, kasb bayramlari, muhim tarixiy va xalqaro sanalar.

26 - Iyun - Iyd al-Fitr - Ramazon hayiti Dam olish kuni) (oy chiqishiga qarab bir kunga o'zgarishi mumkin)


1 - Sentyabr - Mustaqillik kuni. (Dam olish kuni)


2 - Sentyabr - Iyd al-Adho - Qurbon Hayiti . (Dam olish kuni) (oy chiqishiga qarab bir kunga o'zgarishi mumkin)

O'zbekiston shaharlari ob-havo ma'lumotlari

Orbita.Uz do'stlari:

Ziyo istagan qalblar uchun:

O'zbek tilidagi eng katta elektron kutubxona!

​Ўзбекча va o'zbekcha o'zaro transkripsiya!
O'zbekcha va ўзбекча ўзаро транскрипция!

Bizning statistika


Orbital latifalar :) :)

Massaning saqlanish qonuni



Tafakkur durdonalari

Dunyoda ilmdan o'zga najot yo'q va bo'lmagay! (Imom Buxoriy)