Конспект

1) Виды спектров:

Непрерывные спектры.
Это означает, что в спектре представлены волны всех длин. В спектре нет разрывов, и на экране спектрографа можно видеть сплошную разноцветную полосу.
Непрерывные (или сплошные) спектры дают тела, находящиеся в твердом или жидком состоянии, а также сильно сжатые газы. Для получения непрерывного спектра нужно нагреть тело до высокой температуры.
Характер непрерывного спектра и сам факт его существования определяются не только свойствами отдельных излучающих атомов, но и в сильной степени зависят от взаимодействия атомов друг с другом.
Непрерывный спектр дает также высокотемпературная плазма. Электромагнитные волны излучаются плазмой в основном при столкновении электронов с ионами.

Линейчатые спектры.
Линейчатые спектры представляют собой набор цветных линий различной яркости, разделенных широкими темными полосами. Наличие линейчатого спектра означает, что вещество излучает свет только вполне определенных длин волн (точнее, в определенных очень узких спектральных интервалах). Каждая из линий имеет конечную ширину.
Линейчатые спектры дают все вещества в газообразном атомарном (но не молекулярном) состоянии. Изолированные атомы химического элемента излучают строго определенные длины волн.
Обычно для наблюдения линейчатых спектров используют свечение паров вещества в пламени или свечение газового разряда в трубке, наполненной исследуемым газом.
При увеличении плотности атомарного газа отдельные спектральные линии расширяются и, при очень большой плотности газа, когда взаимодействие атомов становится существенным, эти линии перекрывают друг друга, образуя непрерывный спектр.

Полосатые спектры.
Полосатый спектр состоит из отдельных полос, разделенных темными промежутками. С помощью очень хорошего спектрального аппарата можно обнаружить, что каждая полоса представляет собой совокупность большого числа очень тесно расположенных линий. В отличие от линейчатых спектров полосатые спектры создаются не атомами, а молекулами, не связанными или слабо связанными друг с другом.

2) Макс Планк — один из основоположников квантовой механики — пришел к идеям квантования энергии, пытаясь теоретически объяснить процесс взаимодействия между недавно открытыми электромагнитными волнами (см. Уравнения Максвелла) и атомами и, тем самым, разрешить проблему излучения черного тела. Он понял, что для объяснения наблюдаемого спектра излучения атомов нужно принять за данность, что атомы излучают и поглощают энергию порциями (которые ученый назвал квантами) и лишь на отдельных волновых частотах. Энергия, переносимая одним квантом, равна:

E = hv

где v — частота излучения, а h — элементарный квант действия, представляющий собой новую универсальную константу, получившую вскоре название постоянная Планка. Планк же первым и рассчитал ее значение на основе экспериментальных данных h = 6, 548 × 10^–34 Дж·с (в системе СИ); по современным данным h = 6, 626 × 10^–34 Дж·с. Соответственно, любой атом может излучать широкий спектр связанных между собой дискретных частот, который зависит от орбит электронов в составе атома. Вскоре Нильс Бор создаст стройную, хотя и упрощенную модель атома Бора, согласующуюся с распределением Планка.

3) Первый закон фотохимии был сформулирован Гротгусом (1817) и Дре-пером (1843): фотохимическое превращение может происходить под действием только того света, который поглощается веществом. Закон этот и его следствия настолько общеизвестны, что кажутся сейчас само собой разумеющимися. Действительно, для протекания фотохимической реакции нужно, чтобы свет, входящий в реакционный сосуд, поглощался реагирующим соединением или сенсибилизатором. Однако стоит лишний раз подчеркнуть, что при количественных исследованиях необходимо рассматривать с точки зрения этого закона все особенности изучаемой реакции. Кроме спектра поглощения исходного вещества, нужно знать спектр испускания источника света, спектры поглощения фильтра, окошек сосуда, растворителя, продуктов фотолиза.

Первый закон фотохимии (Гроттхусс, 1817) гласит, что фотохимической активностью обладает лишь поглощенный свет. Поэтому фотохимическую активность видимого света связывают с окраской веществ. В то время как фотохимические реакции могут возникать только при поглощении света, не вся поглощенная энергия обязательно участвует в химическом процессе. Согласно закону фотохимической эквивалентности Эйнштейна, каждая молекула, принимающая участие в фотохимической реакции, поглощает один квант лучистой энергии. Закон применим лишь к первичным процессам светопоглощения; низкий квантовый выход объясняется в таких случаях дезактивацией возбужденных молекул при столкновении или рекомбинации продуктов фотодиссоциации.

4) Между количеством лучистой энергии, поглощенной молекулами вещества, и количеством фотохимически прореагировавших молекул существует соотношение, выражаемое законом фотохимической эквивалентности Штарка – Эйнштейна:

Число молекул, подвергшихся первичному фотохимическому превращению, равно числу поглощенных веществом квантов электромагнитного излучения.

Поскольку фотохимическая реакция, как правило, включает в себя и т.н. вторичные процессы (например, в случае цепного механизма), для описания реакции вводится понятие квантовый выход фотохимической реакции:

Квантовый выход фотохимической реакции γ есть отношение числа частиц, претерпевших превращение, к числу поглощенных веществом квантов света.

Квантовый выход реакции может варьироваться в очень широких пределах: от 10-3(фотохимическое разложение метилбромида) до 106 (цепная реакция водорода с хлором); в общем случае, чем более долгоживущей является активная частица, тем с большим квантовым выходом протекает фотохимическая реакция.

5) КВАНТОВЫЙ ВЫХОД

прибора - количеств. характеристика прибора, регистрирующего дискретное число частиц (квантов, электронов и пр.), выражаемая отношением числа статистически независимых частиц N ₁, регистрируемыхприбором, к числу статистически независимых частиц N ₂, падающих на приёмник прибора: Y=N ₁ /N ₂. Обычно Y < 1, для идеальногоприбора Y=1. Высокочувствительным считается прибор с Y=0, 1-0, 4. К. в. зависит отспособа регистрации частиц (фотоэлектронная эмиссия, люминесценция и т. д.), состояния и свойствприёмника, энергии частиц. Напр., для фотоэлектронного прибора соотношение между спектральнойчувствительностью S_l[a/Вт] на длине волны l [мкм] и квантовым выходом Y [электрон/фотон]