Ximiya texnologiya fakulteti

Kurs jumısınıń maqseti. Spektroskopiya (spektr hám... skopiya) — fizikanıń elektromagnit nurlanıw spektrlerin úyreniwshi bólimi. Spektroskopiya usılları menen atom, molekulalardıń energiya ústi, olardan payda bolǵan makroskopik sistemalar hám energiya ústileri arasındaǵı kvant ótiwler úyreniledi. Bular elementtıń dúzilisi hám ózgeshelikleri tuwrısında zárúrli maǵlıwmatlar beredi.
Kurs jumısınıń wazıypaları. Spektrlar analizi magnit maydanların da jarıyalawǵa múmkinshilik beredi. Nurlanatuǵın atomlarga magnit maydan tásir etkende sızıq joldaslar payda boladı.
Kurs jumısınıń obiekti. Spektral analizda keń qollanılatuǵın spektrometrler hám spektrin anıqlanıp atırǵan hám analiz qılınıp atırǵan elementler kurs jumısınıń obiekti tiykarǵı obiekti esaplanadı.
Kurs jumısınıń kólemi hám dúzilisi. Kurs jumısı dástúrge kóre kirisiw, I bap ádebiyatlar túsindiriwi, II bap tájiriybe bólegi, III bap alınǵan nátiyjeler analizi, juwmaq hám paydalanılǵan ádebiyatlar bóleginen ibaratı bolıp, Times New Roman baspasında, 14 ólshem hám 1, 5 intervallarda jazılǵan. Kurs jumısında 10 grafik maǵlıwmat. Kurs jumısınıń kólemi 25 betten shólkemlesken. 20 ádebiyatlar diziminen shólkemlesken.
I BAP. ÁDEBIYATLARǴA SHOLIW
1.1 Optik analiz usılları
Spektroskopiya materiya hám nurlanıw arasındaǵı baylanıslılıqtı úyreniwshi ilimiy taraw bolıp tabıladı. Tariyxtan, spektroskopiya aq jaqtılıqtıń ashıq denelerden ótip atırıp tolqın uzınlıqları túrli bolǵan reńlerge ajıralıwın baqlawdan baslanǵan. Keyinirek bul konsept tek ǵana ko'riniwshi jaqtılıq, bálki hár qanday elektromagnit nurlanıwdıń element penen óz-ara tásirleniwin óz ishine qamtıp aldı. Spektroskopik maǵlıwmat ádetde spektr járdeminde beriledi.
Spektroskopiyanıń payda bolıwı (I. Nyuton birinshi márte Quyash nurların spektrga ajıratģan waqtı ) 1666-jıllarǵa tuwrı keledi. Tiykarınan, 19 -ásirdiń basınan spektral sistematik túrde úyrenilgen. Spektroskopiya málim belgilerge kóre, mas, elektromagnit tolqınlardıń tolqın uzınlıǵına kóre radiospektroskopiya (radiotolqin tarawı ), optikalıq spektroskopiya, rentgen spektroskopiyasi hám t.b., tekserilip atırǵan sistemalardıń túrine qaray atom spektroskopiyasi, molekulyar spektroskopiya hám basqa bólimlerge bólıp qaraladı.
Atom spektroskopiyasi spektrların analiz qılıw jolı menen atom elektronları qabıqlarınıń dúzilisin anıqlaw ; spektral sızıqlardıń oǵada názik strukturasın úyreniw arqalı atom yadrolarınıń momentleri haqqında maǵlıwmatqa ıye bolıw; spektral sızıqlardıń ayqınlıǵı, jutılıwı, keńeyiwi hám jılısıwı arqalı atomlar payda etgen ortalıqtıń ózgesheliklerin úyreniw menen shuǵıllanadı. Kristallar spektroskopiyasi da kristallardaǵı energetikalıq jaǵdaylar hám olar arasındaǵı ótiwlerdi uyreniwshi zárúrli usıllar qaraladı. Spektroskopiya elektronlı hám fononli (pánjereniń kvantlanǵan terbelisleri) boladı. Molekulyar spektroskopiya — hár túrlı dene molekulalarınan dúzilgen quramalı gaz, suyıqlıq hám qattı jaǵdaydaǵı elementlerdıń spektrlerin tekseredi. Rentgen nurları spektroskopiyasi elementtıń elektron dúzilisin jutılıp atırģan, shıģıp atırģan rentgen nurları spektrleri hám de fotoelektron nurlanıw spektrleri arqalı úyrenedi [1].
Yadro spektroskopiyası spektroskopiyanıń bólek izertlew tarawı esaplanadı. Ol atom yadrosınıń dúzilisi, yadro kúshleri hám yadronıń túrli ózgesheliklerin úyrenedi. Yadro spektroskopiyasnı alfa, beta hám gamma spektroskopiyasi depte aytıw múmkin.
Olmon alımı R. Bunzen ózi oylap tapqan gorelkanıń ıssılıq jalınında elementlerdı puwg'a aylanıp, jalındı hár túrlı reńlerge boyawın bayqadı. Atap aytqanda, mıs jasıl jalın, as duzı sarı, stronsiy bolsa qıp-qızıl jalın beredi. Gorelkaģa element quyilsa, jalınnıń reńi boyınsha elementtıń quramın anıqlaw múmkin bolatuǵın sıyaqlı seziler edi. Bıraq, Bunzen tez arada hár túrlı quramlı elementler birpara jaǵdaylarda jalındı birdey boyawın sezip qaldı. Sonnan keyin onıń jerlesi fizik G. Kirxgof jalın jarıqlıǵın reńli nurlardı monoxromatik bólimlerge ajratatuǵın shıyshe prizmadan ótkeriwdi usınıs etdi. Litiy hám de stronsiy tásirinen jalın kózge hámme waqıt birdey reńde - qıp-qızıl bolıp kórinedi; litiy jalını jarıqlıǵı prizmadan ótkennen keyin eki sızıqqa - ayqın qıp-qızıl reńga jáne onıń janında gúńgirt qızılģa ajraladı. Stronsiy bolsa bir hawa reń, eki qızıl hám qızıl-qońır sızıqlardı beredi [2].
1868-jılda francuz astronomı J. Jansen hám ingliz astrofizigi J. Lokyer Quyash jarıqlıǵın analiz qılıp atırǵanlarında (bir-birlerinen ǵárezsiz túrde) Quyash nurlarında belgisiz element spektrin gúzetediler. Tekseriwler nátiyjesinde bolsa bul ilimpazlar Jerden 150 millon km aralıqta jaylasqan juldızımız - Quyashdan, ilgeri pánge belgisiz bolǵan jańa ximiyalıq elementti ashadılar. Keyinirek onıń áyne Quyashdan tabılǵanlıǵı sebepli oǵan Geliy dep at berdi. Bul jańa ashılıw ilimpazlar ushın kosmosdaǵı aspan deneleri, Quyash hám juldızlar quramın spektral analiz járdeminde anıqlaw erasın baslap berdi. Mısalı juldızlar da, tap Jer hám basqa planetalar sıyaqlı atomlardan ibarat ekenligi málim boldı ; qalaberse spektrlar boyınsha denelerdiń háreket tezligin de anıqlaw múmkinshiligi payda boldı. Dopler effekti sebepli háreketlenip atırǵan derekte, jaqtılıq deregi gúzetiwshiden uzaqlasıp atırģanı yamasa, oǵan jaqınlasıp atırģanına qaray, spektr tiyislishe uzın yamasa qısqa tolqın tárepke jıljıydı.
Kvant mexanikasınıń rawajlanıwda da spektroskopiyanıń áhmiyeti úlken. Shveytsariyalıq alım I. Balmergtiń vodorod spektrin xarakteristikalaytuǵın formulasın analiz qılıw tiykarında Nils Bor atomnıń birinshi kvant modelin jarattı.
Ilimpazlar tolqın uzınlıqlarınıń keń diapazondaǵı nurlanıwı járdeminde spektrlar boyınsha atom hám molekulalardıń energiya ústin anıqlaydı. Ionlanǵan atomlardıń spektrleri 0.2-200 nm tolqın uzınlıqlar diapazonında, neytral atomlar hám molekulalar 200-700 nm diapazonda nurlanadi. Organikalıq molekulalar spektrleri infraqızıl diapazonda jaylasqan, atomlardıń bekkem baylanısqan ishki elektronları energiyası 100 KeV ge shekem energiyalı kvantlar járdeminde izertlenedi. Atomlardıń ústi arasındaǵı kishi energiyalı ótiwlerindegi nurlanıwlardı ilimpazlar radiotexnika quralları menen tabıslı izetleydi.
Lazerlar payda bolıwı menen spektroskopiyanıń jańa bólimi - lazer spektroskopiyasi payda boldı. Ózgeriwshi chastotalı lazerlar járdeminde atom yamasa molekulanıń jetkilikshe arnawlı bir júzesin oyatıwǵa uyqas nurlanıw chastotasın tańlaw múmkin. Bunda, ádetdegi dereklerdi jaqtılıq penen oyatıwda bolǵanı sıyaqlı, basqa kvant jaǵdaylar oyatılmaydı. Ózgeriwshi chastotalı lazerlar spektral analizdiń shegaralıq bayqaǵıshlıǵına erisiw - elementtiń, aytayıq, 1sm³ gaz kóleminde 100 atom konsentraciyalı atomların jarıyalaw imkaniyatın beredi [3]. Radiospektroskopiya — qattı, suyıq hám gaz jaǵday daǵı elementlardı izertlew usılları kompleksi. Radioto'lqinlarning nurlanıwı hám rezonans yutilish spektrlerin úyreniwge tiykarlanadı. Daslep (1933) ammiakning inversion (qarang Inversiya) spektrini izertlewde qollanılǵan.
Optikalıq spektroskopiya, infraqızıl spektroskopiya hám myossbauer uspektroskopiyadan ayrıqsha túrde, radioskopiya energiyanıń ishki kvantları spektroskopiyasi esaplanadı, sol sebepli ol jaǵdayda energiyanıń bir-birine jaqın turǵan ústileri arasındaǵı energiya ótiwleri izertlenedi. Radioskopiya usılları izertlewlerde paydalanılatuǵın fizikalıq effektlerge baylanıslı boladı. Eń keń tarqalǵan usıllar ; antiferromagnit rezonans, elektron paramagnit rezonans, ferromagnit rezonans, siklotron rezonans, yadrolıq magnit rezonans, mikrotolqınlar radioskopiyasi, radioskopiya kvant generatorlar hám kúsheytgishler, lazerlar, molekulyar generatorlar, anıq waqıt hám chastota standartları hám basqalardıń jaratılıwına tiykar boldı [4].
Jaqtılıq tolqını tarqalıp atırģanda eki ortalıq shegarasınan qaytıw hám sınıw nızamları bizlerge málim. Usınıń menen birge jaqtılıq tolqını qandayda bir elementde tarqalıp atırģanda jutılıw menen birge shashıladı da. Bul hádiyseni biz kúndelik turmısımızda da hár kúni gúzetemiz. Jaqtılıqtıń atmosferada shashırawı nátiyjesinde aspan ko'm-kók bolıp kórinedi. Eger jaqtılıq atmosferada shashilmaģanda edi kúndiz kúni de biz quyash hám juldızlardı qarańǵı aspanda baqlaǵan bolar edik.
Ulıwma elektromagnit tolqındı (radiatsiyanıń ) element menen tásirin úyrenetuǵın pán bul molekulyar spektroskopiya bolıp tabıladı. Elektromagnit radiatsiya menen elementtıń tásiri nátiyjesinde jutılıw hám shashıraw hádiyseleri payda boladı. Baqlaw obiekti retinde hár túrlı agregat jaǵdaydaǵı obiektlerdi qollaw múmkin [5].