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  • 28
  • Nov
  • 2018

元素各有顏色譜線 光譜分析認識自然

2018/11/28 17:32
不同元素會有不同顏色位置的譜線,光譜分析利用這個原理,分析物質元素的組成;而且廣泛應用在地質探勘、生化醫學和環境保護方面,更深入認識自然環境。

示意圖/TVBS
六根螺旋試管發出六種不同顏色的光,其實,這就是螢光棒發光的原理,因為裡頭都加入了草酸酯和過氧化氫,會產生一種高能量中間體的強光和化學反應,再添入不同顏色的有機螢光劑,絢麗的色彩在黑暗中,帶來視覺享受。不過這只是實驗前的開場,真正要探索的結果,其實也和光有關。

主持人撒貝寧:「到底是要用來做一個什麼實驗呢?」

北京化工大學英國籍教授戴偉:「現在我們看,如果我們五個不同的物質,跟酒精放在一起燃燒,會跟酒精本身燃燒有沒有區別,我們要研究這個。」

主持人撒貝寧:「我估計跟顏色也有關。」

北京化工大學英國籍教授戴偉:「咱們看。」

實驗員在五個小托盤裡加入酒精,同時將氯化鍶、硼酸、氯化鈉等五種物質和酒精充分攪拌,接著要點火觀察五個托盤會出現什麼變化。

北京化工大學英國籍教授戴偉:「好,第一個點火。」

主持人尼格買提:「開始燃燒(哇),綠色的,黃色的。」

五個托盤點火之後,燃燒出五種顏色的火焰,現場還有消防員待命警戒。

北京化工大學英國籍教授戴偉:「好看嗎?(好看)我覺得不好看,這麼小的火,你不想讓它變大一點嗎?」

主持人撒貝寧:「您還能怎麼樣啊?」

北京化工大學英國籍教授戴偉:「後面準備好了嗎?好!三、二、一,噴氣!」

紅橙黃綠藍,五種顏色的火焰,隨著管路釋放出來更多的氧氣,燃燒更加劇烈,可是有人記得氯化鈉燃燒時,所產生的火焰是什麼顏色嗎?這下有點難,沒關係,再做一次實驗一起觀察。

主持人撒貝寧:「我現在可以告訴大家,五號托盤重新添加的就是氯化鈉,所以大家待會兒,在看其他幾個火焰的同時,可以額外的關注一下,五號位置的火焰顏色。」

北京化工大學英國籍教授戴偉:「這是(這是正常的火焰)是氯化鍶。」

主持人尼格買提:「然後是綠色。」

北京化工大學英國籍教授戴偉:「這是硼酸。」

主持人尼格買提:「第三個是橙色。」

北京化工大學英國籍教授戴偉:「這是氯化鈣。」

主持人撒貝寧:「這個有點兒(淡藍色)。」

北京化工大學英國籍教授戴偉:「這個是氯化銅。」

主持人尼格買提:「啊!那是黃色。」

主持人撒貝寧:「已經知道氯化鈉。」

北京化工大學英國籍教授戴偉:「噴氣!」

氯化鈉就是食鹽,燃燒的火焰呈現黃色,教授說這種實驗,在研究上具有意義。

北京化工大學英國籍教授戴偉:「酒精本身幾乎沒有顏色,但是有不同的金屬離子,或者原子在火裡面吸收這個能量,吸收不同的能量。」

中科院高能物理研究員張双南:「利用光的這種顏色,來進行做各種各樣的事情,我們叫光譜分析。」

主持人撒貝寧:「對!」

中科院高能物理研究員張双南:「它對於我們認識世界,甚至於我們物理規律建立,都起了非常大的作用,我們知道量子力學的奠基人波耳,正是為了解釋,對太陽光子當中氫原子的譜線,建立了波耳模型,就是我們量子力學就給建立了,所以我們量子力學就是通過,光譜分析的研究來建立的。」

光譜分析不但幫助人類進一步認識環境和世界,也對醫學研究和刑案偵辦提供強而有力的幫助。

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更新時間:2018/11/28 17:32

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