Atomning nurlanish spekteri va ularning turlarini o'rganish mundarija

 
 
 
2.Spektr analizlarning ilm va texnikadagi o’rni
N.Bor 
(1885-1962) 
tajribada 
kuzatilgan 
vodorod 
atomi 
spektri va nurlanish kvanti tushunchalarini mohirlik bilan umumlashtirib, 1913 
yilda atomning yangi tuzilish nazariyasini yaratdi. Bor nazariyasining asosini 
quyidagi ikkita postulat tashkil qiladi: 1. Statsionar holalar haqidagi postulat: 
atomda statsionar holatlar mavjud bo‘lib, bu holatlarga elektronlarning 
statsionar orbitalari mos keladi. Elektronlar faqat shu statsionar 
orbitalarda bo‘lib, hatto tezlanish bilan harakatlanganlarida ham nurlanish 
chiqarmaydilar. 2. Chatotalar haqidagi postulat: elektron bir statsionar 
orbitadan ikkinchisiga o‘tgandagina, energiyasi shu statsionar holatlardagi 
energiyalarning farqiga teng bo‘lgan foton chiqaradi(yoki yutadi): hν = En − 
Em bu yerda En va Em – mos ravishda elektronning n- va m-statsionar 
orbitalardagi energiyalari. Agar En > Em bo‘lsa, foton chiqariladi. Boshqacha 
aytganda, elektron katta energiyali holatdan kichik energiyali holatga o‘tadi. 
Agar En < Em bo‘lsa, foton yutiladi . Vodorod atomining 
nurlanish spektri Bor atom nazariyasi vodorod va vodorodga o`xshagan 
atomlar uchun mos keladi. Vodorodga o`xshash atomlar deganda bitta 
elektronini yo`qotgan geliy, ikkita elektronini yo`qotgan litiy tushuniladi. 
Chunki, bu atomlar yadrosi atrofida vodorodga o`xshab bittadan elektron 
aylanadi. Bor nazariyasi bunday atomlarning nurlanish spektrlarini, 
elektronlarning orbita radiuslarini va energiyalarini aniqlash imkonini 

---

beradi. Vodorod atomidagi elektronning bu hisoblab topilgan orbita radiusi 
birinchi Bor radiusi deb ham ataladi. Vodorod atomidagi elektron r1 = 0,528 
dan kichik bo`lgan orbitada hech qachon aylanmaydi. Orbita radiusi 
formulasidan ko`rinib turibdiki, n ortgan sari orbita radiusi ham n ning 
kvadratiga mos ravishda ortib boradi. Elektron faqat orbita radiusi formulasi 
bilan aniqlanuvchi orbitalar bo`ylab aylana oladi. Vodorod atomidagi 
elektronning birinchi, ikkinchi va uchinchi Bor orbitalaridagi to`liq 
energiyasi 
E
ni hisoblaylik. Energiyaning Joul birligini elektron -Volt (eV) 
birlikka o`tkazamiz. Emissiya spektrlari. Turli moddalardagi nurlanishning 
spektral tarkibi juda xilma-xil xususiyatga ega. Lekin barcha spektrlar uch 
turga bo'linadi: a) uzluksiz spektr; b) chiziqli spektr; c) chiziqli spektr. lekin) 
Uzluksiz (uzluksiz) spektr. akkor qattiq va suyuq jismlar va gazlar (yuqori 
bosimda) yorug'lik chiqaradi, ularning parchalanishi doimiy spektrni beradi, 
bunda spektral ranglar doimiy ravishda bir-biriga o'zgaradi. Uzluksiz 
spektrning tabiati va uning mavjudligi haqiqati nafaqat alohida nurlantiruvchi 
atomlarning xususiyatlari, balki atomlarning bir-biri bilan o'zaro ta'siri bilan 
ham belgilanadi. Har xil moddalar uchun uzluksiz spektrlar bir xil, shuning 
uchun ulardan moddaning tarkibini aniqlashda foydalanish mumkin emas. b) 
Chiziqli (atom) spektr. Noyob gazlar yoki bug'larning qo'zg'atilgan atomlari 
yorug'lik chiqaradi, ularning parchalanishi alohida rangli chiziqlardan iborat 
chiziqli spektrni beradi. Har bir kimyoviy element o'ziga xos chiziqli spektrga 
ega. Bunday moddalarning atomlari bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilmaydi va faqat 
ma'lum to'lqin uzunlikdagi yorug'lik chiqaradi. Berilgan kimyoviy 
elementning izolyatsiyalangan atomlari qat'iy belgilangan to'lqin uzunliklarini 
chiqaradi. Bu yorug'lik manbasining kimyoviy tarkibini spektral chiziqlardan 
baholash imkonini beradi.ichida) Molekulyar (chiziqli) spektr.Molekulaning 

---

spektri bir uchi aniq, ikkinchi uchi xira boʻlgan koʻp sonli alohida chiziqlardan 
iborat. Chiziqli spektrlardan farqli o'laroq, chiziqli spektrlar atomlar 
tomonidan emas, balki bir-biriga bog'lanmagan yoki zaif bog'langan 
molekulalar tomonidan ishlab chiqariladi. Juda yaqin chiziqlar qatorlari 
spektrning alohida bo'limlarida guruhlangan va butun chiziqlarni 
to'ldiradi. 1860 yilda nemis olimlari G.Kirxgof va R.Bunsen metallar 
spektrlarini oʻrganib, quyidagi faktlarni aniqladilar:1) har bir metallning o'ziga 
xos spektri bor;2) har bir metallning spektri qat'iy doimiy;3) bir xil metallning 
har qanday tuzini o'choq oloviga kiritish har doim bir xil spektrning paydo 
bo'lishiga olib keladi;4) olovga bir nechta metallarning tuzlari aralashmasi 
kiritilganda, ularning barcha chiziqlari spektrda bir vaqtning o'zida paydo 
bo'ladi;5) spektral chiziqlarning yorqinligi elementning berilgan moddadagi 
konsentratsiyasiga bog'liq.Absorbsiya spektrlari. Agar uzluksiz spektr 
beradigan manbadan oq yorug'lik o'rganilayotgan moddaning bug'lari orqali 
o'tkazilsa va keyin spektrga parchalansa, u holda to'q rangli yutilish chiziqlari 
doimiy spektr fonida to'q rangli yutilish chiziqlari joylashgan joylarda 
kuzatiladi. o'rganilayotgan element bug'larining emissiya spektri bo'ladi. 
Bunday spektrlar atomik yutilish spektrlari deb ataladi. Atomlari 
hayajonlangan holatda bo'lgan barcha moddalar yorug'lik to'lqinlarini 
chiqaradi, ularning energiyasi to'lqin uzunliklari bo'ylab ma'lum bir tarzda 
taqsimlanadi. Yorug'likning moddaning yutilishi to'lqin uzunligiga ham 
bog'liq. Atomlar faqat ma'lum bir haroratda chiqarishi mumkin bo'lgan to'lqin 
uzunlikdagi nurlanishni o'zlashtiradi. Spektral tahlil. Dispersiya hodisasi 
fan va texnikada moddaning tarkibini aniqlash usuli ko`rinishida qo`llaniladi, 
uni spektral analiz deb ataladi. Bu usul modda tomonidan chiqarilgan yoki 
so'rilgan yorug'likni o'rganishga asoslangan. Spektral tahlil moddaning 

---

kimyoviy tarkibini o'rganish, uning spektrlarini o'rganishga asoslangan usul 
deb ataladi. Spektral apparatlar. Spektrlarni olish va o'rganish uchun spektral 
qurilmalar qo'llaniladi. Eng oddiy spektral asboblar prizma va difraksion 
panjaradir. Aniqroq - spektroskop va spektrograf. spektroskop Qurilma ma'lum 
bir manba tomonidan chiqariladigan yorug'likning spektral tarkibi vizual 
ravishda tekshiriladigan qurilma deb ataladi. Agar spektr fotografik 
plastinkada yozilgan bo'lsa, u holda qurilma chaqiriladi spektrograf. Spektral 
tahlilni qo'llash. Chiziqli spektrlar ayniqsa muhim rol o'ynaydi, chunki 
ularning tuzilishi bevosita atom tuzilishi bilan bog'liq. Axir, bu spektrlarni 
boshdan kechirmaydigan atomlar yaratadi tashqi ta'sirlar. Murakkab, asosan 
organik aralashmalarning tarkibi ularning molekulyar spektrlari bilan tahlil 
qilinadi. Spektral analiz yordamida murakkab moddaning tarkibidagi berilgan 
elementni, hatto uning massasi 10 -10 g dan oshmasa ham aniqlash mumkin.Bu 
elementga xos bo'lgan chiziqlar uning mavjudligini sifat jihatidan baholash 
imkonini beradi. Chiziqlarning yorqinligi (standart qo'zg'alish shartlariga 
muvofiq) u yoki bu elementning mavjudligini miqdoriy jihatdan baholashga 
imkon beradi. Spektral tahlil yutilish spektrlari yordamida ham amalga 
oshirilishi mumkin. Astrofizikada spektrlardan ob'ektlarning ko'pgina fizik 
xususiyatlarini 
aniqlash 
mumkin: 
harorat, 
bosim, 
tezlik, 
magnit 
induksiya va boshqalar. Spektral tahlil yordamida ular aniqlaydilar. Kimyoviy 
tarkibi rudalar va minerallar. Spektral analizni qo'llashning asosiy yo'nalishlari 
quyidagilardan iborat: fizikaviy va kimyoviy tadqiqotlar; mashinasozlik, 
metallurgiya; yadro sanoati; astronomiya, astrofizika; kriminalistika. Eng 
yangi yaratish uchun zamonaviy texnologiyalar qurilish materiallari(metall-
plastmassa, plastmassa) kimyo, fizika kabi fundamental fanlar bilan bevosita 
bogʻlangan. Ushbu fanlar moddalarni o'rganish uchun zamonaviy usullardan 

---

foydalanadi. Shuning uchun spektral tahlil yordamida qurilish materiallarining 
kimyoviy tarkibini spektrlari bo'yicha aniqlash mumkin. Yaqinda o'rtoq 
Makeman spektral tahlil yordamida ma'lum bir tovush signalini uning tarkibiy 
yozuvlariga qanday ajratish mumkinligini tasvirlab berdi. Keling, tovushdan 
bir oz mavhumlik qilaylik va bizda spektral tarkibini aniqlamoqchi bo'lgan 
raqamlashtirilgan signal bor deb faraz qilaylik. Kesish ostida qisqa sharh 
raqamli 
heterodinlash 
yordamida 
o'zboshimchalik 
bilan 
signaldan 
harmonikani olish usuli va bir oz maxsus Furye sehri. Xo'sh, bizda nima bor. 
Raqamlangan signal namunalari bilan fayl. Ma'lumki, signal sinusoidlarning 
chastotalari, amplitudalari va boshlang'ich fazalari va, ehtimol, oq shovqin 
bilan yig'indisidir.Nima qilamiz. Quyidagilarni aniqlash uchun spektral 
tahlildan foydalaning:
 
signaldagi harmonikalar soni va har biri uchun: amplituda, chastota (keyingi 
o'rinlarda signal uzunligi bo'yicha to'lqin uzunliklari soni kontekstida), 
boshlang'ich faza;oq shovqin mavjudligi/yo'qligi, agar mavjud bo'lsa, uning 
RMS (standart og'ish);signalning doimiy komponentining mavjudligi / 
yo'qligi; bularning barchasi blackjack va rasmlar bilan go'zal PDF hisobotiga 
kiritilgan.Biz bu muammoni Java-da hal qilamiz.material Aytganimdek, 
signalning tuzilishi aniq ma'lum: bu sinusoidlar yig'indisi va qandaydir 
shovqin komponentidir. Tahlil qilish uchun shunday bo'ldi davriy signallar 
muhandislik amaliyotida kuchli matematik apparat keng qo'llaniladi, odatda 
deyiladi "Furye tahlili" . Keling, bu qanday hayvon ekanligini tezda ko'rib 
chiqaylik. Bir oz o'ziga xos, Furye sehri Yaqinda, 19-asrda frantsuz matematigi 
Jan Baptiste Jozef Furye ma'lum shartlarni (vaqt bo'yicha uzluksizlik, 
davriylik, Dirixle shartlarini qondirish) qanoatlantiruvchi har qanday 
funktsiyani keyinchalik uning nomini olgan qatorga kengaytirish 

---

mumkinligini ko'rsatdi. - Furye seriyasi .Muhandislik amaliyotida Furye 
qatoridagi davriy funktsiyalarning kengayishi, masalan, kontaktlarning 
zanglashiga olib kelishi nazariyasi masalalarida keng qo'llaniladi: sinusoidal 
bo'lmagan 
kirish 
harakati 
sinusoidallar 
yig'indisiga 
parchalanadi va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan zaruriy 
parametrlari, 
masalan, 
hisoblab 
chiqiladi. 
, 
superpozitsiya 
usuli 
yordamida.Furye seriyasining koeffitsientlarini yozishning bir qancha usullari 
mavjud, ammo biz faqat mohiyatini bilishimiz kerak.Furye seriyasining 
kengayishi uzluksiz funktsiyani boshqa uzluksiz funktsiyalar yig'indisiga 
kengaytirish imkonini beradi. Va umumiy holatda, seriya cheksiz ko'p 
a'zolarga ega bo'ladi. Furye yondashuvining yana bir takomillashuvi o'z 
nomini ajralmas o'zgartirishdir. Furye konvertatsiyasi .Furye seriyasidan farqli 
o'laroq, Furye konvertatsiyasi funktsiyani diskret chastotalar bo'yicha emas 
(kengayish sodir bo'ladigan Furye qatorining chastotalar to'plami, umuman 
olganda, 
diskret), 
balki 
uzluksiz 
bo'lganlar 
nuqtai 
nazaridan 
parchalaydi.Keling, Furye seriyasining koeffitsientlari Furye konvertatsiyasi 
natijasi bilan qanday bog'liqligini ko'rib chiqaylik, aslida, spektr .Kichkina 
chekinish: Furye konvertatsiyasining spektri - umumiy holatda, tavsiflovchi 
murakkab funktsiya. murakkab amplitudalar mos keladigan harmonikalar. 
Ya'ni, spektr qiymatlari modullari mos keladigan chastotalarning 
amplitudalari va argumentlar mos keladigan boshlang'ich fazalar bo'lgan 
kompleks 
sonlardir. 
Amalda, 
alohida 
ko'rib 
chiqiladi 
amplituda 
spektri Va fazali spektr .Guruch. 1. Amplituda spektri misolida Furye 
qatori va Furye transformatsiyasining mos kelishi.Furye seriyasining 
koeffitsientlari diskret vaqtlarda Furye konvertatsiyasining qiymatlaridan 
boshqa narsa emasligini ko'rish oson. Biroq, Furye konvertatsiyasi vaqt bilan 

---

uzluksiz, cheksiz funktsiyani boshqa chastotali uzluksiz, cheksiz funksiya - 
spektr bilan taqqoslaydi. Agar bizda vaqt bo'yicha cheksiz funktsiya bo'lmasa, 
lekin uning faqat ba'zi qayd etilgan qismi, vaqt bo'yicha diskret bo'lsa-chi? Bu 
savolga javob Furye konvertatsiyasining keyingi rivojlanishi bilan beriladi - 
Diskret Furye transformatsiyasi (DFT) .Diskret Furye konvertatsiyasi signal 
vaqtida uzluksizlik va cheksizlik zarurati muammosini hal qilish uchun 
mo'ljallangan. Haqiqatan ham, biz cheksiz signalning bir qismini kesib 
tashlaganimizga ishonamiz va qolgan vaqt maydoni uchun bu signalni nolga 
teng deb hisoblaymiz. Matematik jihatdan bu shuni anglatadiki, f(t) funksiyasi 
vaqt ichida cheksiz bo'lgan holda, biz uni ba'zi w(t) oyna funksiyasiga 
ko'paytiramiz, u bizni qiziqtirgan vaqt oralig'idan tashqari hamma joyda 
yo'qoladi.Agar klassik Furye konvertatsiyasining "chiqishi" spektr - funksiya 
bo'lsa, 
diskret 
Furye 
konvertatsiyasining 
"chiqishi" 
diskret 
spektrdir. Va diskret signalning hisoblari ham kirishga beriladi.