Unterschied zwischen kontinuierlichem Spektrum und Linienspektrum

Hauptunterschied - Kontinuierliches Spektrum vs. Linienspektrum

Ein Spektrum ist ein Satz von Wellenlängen, der für elektromagnetische Strahlung charakteristisch ist, die von einem bestimmten Objekt, einer bestimmten Substanz, einem Atom oder einem Molekül emittiert oder absorbiert wird. Die Farben des Regenbogens, der Mikrowellen, der ultravioletten Strahlung und des Röntgenstrahls sind einige Beispiele. Ein Spektrum ist charakteristisch für die im betrachteten Material vorhandenen Elemente. Kontinuierliches Spektrum und Linienspektrum sind zwei Arten von Spektren; Ihr Hauptunterschied ist das Das kontinuierliche Spektrum enthält keine Lücken, während das Linienspektrum viele Lücken enthält. Es ist jedoch wichtig, mehr über das Absorptionsspektrum und das Emissionsspektrum, die zwei Hauptspektren sind, zu kennen, bevor Sie den Unterschied zwischen kontinuierlichem Spektrum und Linienspektrum lernen, da sowohl das Absorptions- als auch das Emissionsspektrum für die Erzeugung von kontinuierlichen und Linienspektren verantwortlich sind. 

Dieser Artikel untersucht,

1. Was ist ein Absorptionsspektrum?
2. Was ist ein Emissionsspektrum?
3. Was ist ein kontinuierliches Spektrum?
4. Was ist ein Linienspektrum
5. Was ist der Unterschied zwischen kontinuierlichem Spektrum und Linienspektrum?

Was ist ein Absorptionsspektrum

Wenn elektromagnetische Strahlung durch ein bestimmtes Material geleitet wird, werden einige charakteristische Wellenlängen von den Elementen im Material absorbiert. Die erneut emittierten Photonen werden jedoch nicht in dieselbe Richtung erneut emittiert. Durch das Fehlen dieser absorbierten elektromagnetischen Strahlung erscheinen dunkle Linien im Spektrum. Ein Absorptionsspektrum ist mit der Absorption in der y-Achse und der Wellenlänge oder der Frequenz in der x-Achse aufgetragen. Absorptionsspektren werden in verschiedenen Analysetechniken wie Atomabsorptionsspektroskopie und UV-Absorptionsspektroskopie verwendet. Diese Techniken werden zur Identifizierung einer bestimmten Art in einer gegebenen Mischung oder zur Bestätigung der Identität einer bestimmten Art verwendet.

Was ist ein Emissionsspektrum

Wenn ein Strahl elektromagnetischer Strahlung durch eine Probe von Atomen oder Molekülen geschickt wird, absorbieren die Elektronen in ihnen Energie und übertragen sich in einen höheren Energiezustand. Dann fallen sie auf die früheren Energiezustände zurück, die sie besetzten, indem sie zusätzliche Energie weggaben, die sie absorbierten. Wenn die freigesetzte Energie gegen die Wellenlänge aufgetragen wird, spricht man von einem Emissionsspektrum.

Ein Absorptionsspektrum wird durch die dunklen Linien in einem hellen Hintergrund angezeigt, während das Gegenteil in einem Emissionsspektrum gezeigt wird. Diese beiden sind die Umkehrung. Für ein gegebenes Element entsprechen die Absorptionslinien den Frequenzen der Emissionslinien. Dies liegt daran, dass die Energie, die von Elektronen eines bestimmten Elements absorbiert wird, um höhere Energieniveaus zu erreichen, emittiert werden, wenn sie zu dem zuvor besetzten Energieniveau zurückkehren.

Was ist ein kontinuierliches Spektrum?

Ein kontinuierliches Spektrum wird erstellt, indem Absorptions- und Emissionsspektren zusammengefügt werden. Die Hauptanforderung an ein Spektrum, um ein kontinuierliches Spektrum zu sein, besteht darin, dass es alle Wellenlängen innerhalb eines gegebenen Bereichs enthalten sollte. Sichtbares Licht erzeugt, wenn es gebeugt wird, ein kontinuierliches Spektrum. Der Regenbogen enthält sieben Farben, die ohne Lücke ineinander übergehen. Wenn ein schwarzes Objekt zum Glühen erhitzt wird, emittiert es Strahlung in einem kontinuierlichen Spektrum.

Wissenschaftler sagen jedoch, dass das kontinuierliche Spektrum auch Lücken enthält und nur sichtbar ist, wenn es mit einem Spektrometer analysiert wird. Ein ideales kontinuierliches Spektrum sollte keine Lücke enthalten. Dies konnte nur bei perfekten Laboreinstellungen erreicht werden und ist sehr selten.

Abbildung 1: Bildung eines kontinuierlichen Spektrums

Was ist ein Linienspektrum?

Linienspektren werden nur im Absorptionsspektrum oder im Emissionsspektrum erzeugt. Es zeigt getrennte isolierte Linien in einem gegebenen Spektrum. Dies können Absorptionslinien sein, die als dunkle Linien in einem hellen Hintergrund erscheinen oder helle Emissionslinien, die auf einem dunklen Hintergrund erscheinen.

Linienspektren können mit derselben Lichtquelle erzeugt werden, die ein kontinuierliches Spektrum erzeugt. Unter hohem Druck erzeugt ein Gas ein kontinuierliches Spektrum. Unter niedrigem Druck kann dasselbe Gas jedoch zu einem Absorptions- oder Emissionsspektrum führen. Wenn das Gas kalt ist, entstehen Absorptionsspektren. Wenn das Gas in Verbindung mit Wärme erzeugt wird, erzeugt es ein Emissionsspektrum.

Abbildung 2: Emissionsspektrum von Eisen

Unterschied zwischen kontinuierlichem Spektrum und Linienspektrum

Definition

Kontinuierliches Spektrum: Das kontinuierliche Spektrum ist das überlagerte Bild von Absorptions- und Emissionsspektren.

Linienspektrum: Linienspektrum ist entweder ein Absorptionsspektrum (dunkle Linien in einem hellen Hintergrund) oder ein Emissionsspektrum (helle Linien im dunklen Hintergrund).

Lücken

Kontinuierliches Spektrum: Kontinuierliche Spektren enthalten keine beobachtbaren Lücken. 

Linienspektrum: Zwischen den Zeilen gibt es große Lücken.

Wellenlänge

Kontinuierliches Spektrum: Das kontinuierliche Spektrum enthält alle Wellenlängen eines bestimmten Bereichs.

Linienspektrum: Das Linienspektrum enthält nur wenige Wellenlängen.

Beispiele

Kontinuierliches Spektrum: Regenbogen- und Schwarzkörperstrahlung sind Beispiele für ein kontinuierliches Spektrum. 

Linienspektrum: Emissionsspektren von Wasserstoff und Absorptionsspektren von Wasserstoff sind Beispiele für ein Linienspektrum.

Fazit

Der Hauptunterschied zwischen dem kontinuierlichen Spektrum und dem Linienspektrum besteht darin, dass Linienspektren entweder als isolierte Emissionslinien oder als Absorptionslinien mit sehr großen Abständen zwischen diesen gesehen werden können, während kontinuierliche Spektren keine Lücken enthalten und durch Überlagerung der Emissions- und Absorptionsspektren von erzeugt werden können das gleiche Element.

Referenz:
1. Helmenstine, Anne Marie "Spektrum-Definition". About.com Bildung. N. 07. August 2016. Web. 21. Februar 2017.
2. "Unterschied zwischen kontinuierlichem und linearem Wasserstoffspektrum." Chemie-Stack-Austausch. N.p., n. D. Netz. 21. Februar 2017.
3. "Atomtheorie: 1.32 - Kontinuierliche und Linienspektren." IB Chemistry Web. International Baccalaureate Organization, n.d. Netz. 21. Februar 2017.
4. Liebling, David. "Absorptionsspektrum." David Darling.Com. N.p., n. D. Netz. 21. Februar 2017.
5. Volland, Walt. "Emissionsspektroskopie: Elementidentifizierung". N. 31, 2015. Web. 21. Februar 2017.
6. Barnes, Joshua E. "Spektren im Labor." Institut für Astronomie. Universität von Hawaii, n. D. Netz. 21. Februar 2017.
7. "Was ist ein kontinuierliches Spektrum?" Kontinuierliches Spektrum. N.p., n. D. Netz. 21. Februar 2017.
8. "Emissions- und Absorptionsspektren". SIYAVULA. N.p., n. D. Netz. 21. Februar 2017.

Bildhöflichkeit:
1. “Spectral lines de” Nach Benutzer: Jhausauer - Autor (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. „Emissionsspektrum-Fe“ Nach Benutzer: nilda - Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia