Physics 版 (精华区)

发信人: Rg (RedGardenia), 信区: Physics
标  题: §21  原子的名片
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年05月24日18:56:48 星期六), 站内信件

        
               §21  原子的名片

    与此同时，一位青年的丹麦物理学家奈尔斯·玻尔尝试
将新的量子概念应用于可尊敬的光谱科学。进入二十世纪以
后，讨论光谱学的文章已达几百篇。光谱分析以矫健的步戊
前进着，很好地服务于化学、天文学、冶金学以及其他科学。
    光谱的发现应归功于具有多方面才能的牛顿。但只是一
个世纪以前光谱分析才与世见面。1859年著名的德国科学
家本生重复了牛顿的实验：在太阳光线经过的地方放置了一
块三棱镜，从而将光线分解成光谱。但在本生的实验中，太阳
光是由浸以盐液的布条燃烧时发射的光线来代替的。牛顿的
发现是：太阳光线被展开成许多颜色的光谱带。但本生在其
实验中却看不见光谱带。如果布条蘸以食盐(氯化钠)，则光
谱将展示出很少的几条窄线，此外便什么也没有。这些线中
有一条是明亮的黄线。
    本生的实验引起了另一个著名的德国科学家克希霍夫的
兴趣。他们两人都正确地得出结论：三棱镜的作用只在于将
入射光线根据其波长整理出来。太阳光谱的宽阔的光谱带表
明：太阳光包含所有波长的可见光。当光源是一个燃烧着的
布条时，光谱中出现的黄线表明：食盐光谱具有一个单一的、
特定的波长。
    氯化钠的分子式是NaCl。但这条黄线究竟是属于哪个
元素的呢?是属于纳的?还是属于氯的?这点可以很容易地
检验出来。钠可以用氢来代替，这样就成了氯化氢。这种化
合物溶于水中就是盐酸。把蘸有盐酸的布条放在本生灯火焰
中并观察它的光谱。黄线消失得无影无踪了，这就说明它是
属于钠的。
    这点还可以用另一种方法来证实。钠还保留着，而氯被
替换(如苛性钠NaOH)。  那条熟悉的黄线立即在光谱中出
现。  再没有任何怀疑的余地了。  不管钠躲藏在什么化合物
中，明亮的黄线便立即指明它的存在。黄色光谱线就是钠的
名片。
    后来发现钠并非具有特殊光谱线的唯一元素。每一元素
都有它自己的独特的光谱。总地说来，其他光谱要比钠光谱
复杂得多；它们有时是由为数极多的光谱线构成的。但不管这
个元素存在于什么化合物或材料中，它的光谱总是明显的，正
如一个人的相片一样。
    可以用挨个检查身份证的办法，从人群中寻找某个人，正
如化学家用化学分析方法从岩石标本中寻找某个元素一样。
但比较容易的办法是掌握它的相片。借助光谱分析来寻找一
个元素，就恰恰和对照相片来寻人一样。有时元素存在的地
方"验身份证"的方法行不通，--例如，在太阳上，在远星中，
在炼铁炉里和在等离子体中。
  需要的是全体参与者的相片。今天已发现了一百多种化
学元素，几乎所有的元素都已根据它们的特有的光谱进行了
分类。

--

※ 来源:·哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn·[FROM: 202.118.229.172]