【种花家务·物理】4-6-07可见光谱『数理化自学丛书6677版』

【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的注解。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。 

第六章光的波动性

【山话||  本系列专栏中的力单位达因等于10⁻⁵牛顿；功的单位尔格等于10⁻⁷焦耳；热量的单位卡路里等于4.186焦耳；电荷的单位静库（1库伦=3×10⁹静库）；电势的单位静伏等于300伏特。另外这套老教材中力的单位常用公斤、克等，但如今是不允许的，力是不能使用质量单位的。】  

§6-7可见光谱

【01】光谱按产生的方法可以分为发射光谱和吸收光谱两大类。

1、发射光谱

【02】由发光体所发出的光直接生成的光谱叫做发射光谱。由于产生的情况不同，它又分为连续光谱和明线光谱两种。

(1)连续光谱

【03】包含由红到紫各种色光在内的连续彩色光带，这种光谱叫做连续光谱。

【04】连续光谱是固体或液体在高温下所发出的光生成的。弧光灯的炭粒发光，温度高达 4000°C；白炽电灯发光，灯丝的温度达 2000°C 左右，它们都是炽热的固体发光的例子。熔融的钢水发光，温度也在 2000°C 左右，这是炽热的液体发光的例子。它们发出的光都能生成连续光谱。

(2)明线光谱

【05】在黑暗的背景上只有一些不相连续的明线，这种光谱叫做明线光谱。

【06】明线光谱是气体或蒸汽在高温下所发出的光生成的。例如把盐类的粉末放在煤气灯或酒精灯的火焰中，盐类就在高温下分解，金属蒸发以后就得到它的炽热蒸汽，把这种火焰发出的光射到分光镜上，除了火焰本身生成微弱的连续光谱以外，还有炽热的金属蒸汽生成的明线光谱；通过封闭在管内的稀薄气体放电的方法也能得到这种气体的明线光谱。图6·27就是利用稀薄气体放电发光来观察明线光谱的实验装置。

【07】明线光谱里的明线叫做光谱线。每种元素的高温蒸汽各有它自己特有的明线光谱，光谱中谱线的条数、位置都各不相同，通过这些谱线就可以识别它是那种元素发出来的，所以我们把一种元素发出的光谱线，称做这种元素的标识谱线。现在已经发现一百多种元素的标识谱线，它们的条数、位置各不相同，甚至没有一条是彼此重合的，这也表明每种元素的炽热蒸汽所发出的光，各有它自己特有的一些频率。

2、吸收光谱

【08】在连续光谱的背景上，分布着许多暗线，这种光谱就叫做吸收光谱。

【09】吸收光谱是温度很高的光源发出来的白光，通过温度较低的蒸汽或气体后生成的。

【10】例如，让高温光源发出的白光，通过温度较低的钠(Na)的蒸汽，经过棱镜后就能生成钠的吸收光谱，这个光谱背景是明亮的连续光谱，而在钠汽的黄色光谱线（钠的标识谱线）的位置上出现了暗线。如果白光是通过铁的低温蒸汽，那么在连续光谱背景中铁的标识谱线的位置上就会出现相应的暗线.。

【11】通过对元素明线光谱和吸收光谱大量的观察和比较，德国物理学家基尔霍夫(1824~1887)于1859年总结出这样一条定律：每一种元素的吸收光谱里暗线的位置，跟它的明线光谱里明线的位置是互相重合的；也就是每种元素所发射的光的频率跟它所吸收的光的频率是相同的。

【12】大阳光谱也是一种吸收光谱，在它的连续光谱的背景上，分布着许多条暗线，这些暗线是夫琅和费首先在1817年发现的，称为夫琅和费线。

【13】太阳光谱本来应当是连续的，为什么会有暗线存在呢？原因是：太阳发出的白光，要穿过温度比太阳本身低得多的太阳大气层，而在这大气层里存在着从太阳里蒸发出来的许多元素的气体，太阳光穿过它们的时候，跟这些元素标识谱线相同的光，都被这些气体吸收掉了，所以太阳光到达地球上就形成了吸收光谱。