О ЧЁМ ГОВОРИТ ЛУЧ СВЕТА

СВЕТ РАССКАЗЫВАЕТ О СОСТАВЕ ВЕЩЕСТВ ХИМИКИ ЗАВОДЯТ СПЕКТРАЛЬНУЮ КНИГУ

Еперь учёные получили в свои руки мощное орудие ис­следования света— спектроскоп. Они стали рассматривать в этом приборе пламя горелки, окрашенное парами различ­ных металлов — натрия, калия, лития, стронция.

Спектры окрашенного пламени представляли любопытную картину: в разных частях шкалы на чёрном фоне загорались цветные линии. У натрия загорелась всего только одна линия — жёлтая (позднее физики рассмотрели, что на самом деле это две очень близко расположенные линии). У калия их было три: две красные рядом друг с другом и фиолетовая вдалеке от них. Такие спектры из отдельных линий были названы линейчатыми (см. приложение II на второй странице обложки: две жёлтые линии натрия и две красные линии калия на рисунке сливаются в одну).

С помощью нового прибора легко был решён вопрос: чем отличается малиново-красный цвет пламени раскалённых паров лития от малиново-красного цвета пламени паров стронция. В спектроскоп было видно, что спектр лития состоит из двух линий — красной 6708 А (то-есть соответствующей излучению с длиной волны равной 6708 ангстремам) и оранжевой — 6108 А, а спектр стронция состоит из многих линий, среди которых есть фиолетовая 4077 А, несколько голубых — 4872 А и другие, несколько зелёных — 5257 А и другие, несколько жёл­тых— 5504 А и другие и красная 6410 А. В обоих спектрах самые яркие линии — красные, потому-то для глаз пламя кажет­ся одинаково окрашенным и парами лития, и парами стронция.

Химики исследовали раскалённые пары не только метал­лов, но и других веществ и нашли, что каждое вещество, если только его можно превратить в раскалённый газ, ис­пускает свой собственный спектр. Вскоре был выведен общий закон: раскаленные пары каждого вещества испускают спектр излучений, свойственных только этому веществу.

Учёные решили определить спектры, испускаемые каждым химическим элементом, и занести эти спектры в особую спек­тральную книгу. Если кому-нибудь понадобится узнать состав какого-либо сложного вещества, достаточно рассмотреть его спектр через спектроскоп или, ещё лучше, заснять его с по­мощью спектрографа и сравнить со спектрами в справочной спектральной книге.

Началась упорная работа. Справочная спектральная книга быстро заполнялась. Скоро учёные устаноЕили и внесли в спек­тральную книгу спектры всех известных химических элемен­тов. С помощью спектрографов физики и химики исследовали спектры и установили состав минералов, золы, клеток расте­ний, крови человека; определили, какие вещества уходят с заводов вместе с дымом и отбросами производства. Они узнали также состав многих, не исследованных до того, хими­ческих соединений и смесей.

Спектрограф стал незаменимым помощником химика. С по­мощью этого замечательного прибора можно устанавливать состав сложных веществ, смесей и сплавов. Большинство сложных веществ при очень высокой температуре (например, при температуре электрической дуги в 5000—6000 градусов) распадается на составные части — элементы. Поэтому спектры сложных веществ, а также сплавов и смесей — спектры состав­ные. Они представляют собой соединение наложенных друг на друга спектров всех составных частей вещества. Обычно такой составной спектр фотографируют, измеряют в нём частоты для главных, наиболее ярких линий и определяют, каким элементам они принадлежат. Этот процесс называется качественным спектральным анализом.

Но спектры сплавов рассказывают не только об их качест­венном составе. По спектру можно судить и о том, сколько,

Например, металла вольфрама содержится в быстрорежущей стали. Чем больше в стали вольфрама, тем ярче его спек­тральные линии. Сопоставляя яркости спектральных линий от­дельных элементов, можно определять процентное соотноше­ние этих элементов в сплавах, в различных химических соединениях и смесях. Этот процесс называется количе­ственным спектральным анализом.

Об исключительно важной роли спектрального анализа в производстве будет рассказано в последней главе книжки.