Вам уже известно, что при пропускании солнечного света через призму получается спектр в виде сплошной полосы. В ней представлены все цвета (т. е. волны всех частот от 4,0 • 1014 до 8,0 • 1014 Гц), плавно переходящие один в другой. Такой спектр называют сплошным или непрерывным (см. рис. 189, а). Сплошной спектр характерен для твёрдых и жидких излучающих тел, имеющих температуру порядка нескольких тысяч градусов Цельсия. Сплошной спектр дают также светящиеся газы и пары, если они находятся под высоким давлением (т. е. если силы взаимодействия между их молекулами достаточно велики). Например, сплошной спектр можно увидеть, если направить спектроскоп на свет от раскалённой нити электрической лампы Снити ~ 2300 °C), пламя свечи. Иной вид имеет спектр, наблюдающийся у газов малой плотности. Такие газы обычно состоят из изолированных атомов, т. е. атомов, взаимодействие между которыми пренебрежимо мало. Свечения газа можно добиться нагреванием. Например, если внести в пламя спиртовки кусочек поваренной соли (рис. 192), то пламя окрасится в жёлтый цвет, а в спектре, наблюдаемом с помощью спектроскопа, будут видны две близко расположенные жёлтые линии, характерные для спектра паров натрия (рис. 193, а). Это означает, что под действием высокой температуры молекулы NaCl распались на атомы натрия и хлора. Свечение атомов хлора возбудить гораздо труднее, чем атомов натрия, поэтому в данном опыте линии хлора не видны. Другие химические элементы дают другие наборы отдельных линий определённых длин волн (рис. 193, би в). Такие спектры называют линейчатыми. Линейчатые спектры получают от газов и паров малой плотности, при которой свет излучается изолированными атомами. Рассмотренные спектры - сплошные и ли- нейчатые - являются спектрами испускания. Кроме спектров испускания существуют спектры поглощения. Мы будем рассматривать только линейчатые спектры поглощения. Такие спектры дают газы малой плотности, состоящие из изолированных атомов, когда сквозь них проходит свет от яркого и более горячего (по сравнению с температурой самих га- зов) источника, дающего непрерывный спектр. Линейчатый спектр поглощения можно получить, например, если пропустить свет от лампы накаливания через сосуд с парами натрия, температура которых ниже температуры нити накала лампы. В этом случае в сплошном спектре света от лампы появится узкая чёрная линия как раз в том месте, где располагается жёлтая линия в спектре испускания натрия (сравните рис. 193, а и г). Это и будет ли- нейчатый спектр поглощения натрия. Другими словами, линии поглощения атомов натрия точно соответствуют его линиям испускания. Совпадение частот линий испускания и поглощения можно наблюдать и в спектрах других элементов, например водорода и гелия (рис. 193, б, д и в, е). Общий для всех химических элементов закон, согласно которому атомы данного элемента поглощают световые волны тех же самых частот, на которых они излучают, был открыт в середине XIX в. немецким физиком Густавом Кирхгофом. Спектр атомов каждого химического элемента уникален. Как не бывает двух людей с одинаковым дактилоскопическим узором1 или двух китов с одинаковой окраской хвостового плавника, так не существует и двух химических элементов, атомы которых излучали бы одинаковый набор спектральных линий (рис. 194). Благодаря этому стало возможным появление метода спектрального анализа, разработанного в 1859 г. Кирхгофом и его соотечественником, немецким химиком Бунзеном. Спектральным анализом называют метод определения химического состава вещества по его спектру. Для проведения спектрального анализа по линейчатым спектрам (атомный спектральный анализ) исследуемое вещество приводят в состояние атомарного газа (атомизируют) и одновременно с этим возбуждают атомы, т. е. сообщают им дополнительную энергию. Для атомизации и возбуждения обычно используют пламя или электрические разряды. В них помещают образец исследуемого вещества в виде порошка или аэрозоля раствора (т. е. мельчайших капелек раствора, распылённого в воздухе). Затем с помощью спектрографа получают фотографию спектров атомов элементов, входящих в состав данного вещества. В настоящее время существуют таблицы спектров всех химических элементов. Отыскав в таблице такие же спектры, какие были получены от исследуемого образца, узнают, какие химические элементы входят в его состав. Путём сравнения интенсивности линий определяют количество каждого әлемента в образце. Спектральный анализ отличается от химического анализа своей простотой, высокой чувствительностью (например, с его помощью можно обнаружить наличие химического элемента, масса которого в данном образце не превышает 10-10 г), а также возможностью определять химический состав тел, например звёзд, дистанционно. Он используется для контроля состава вещества в металлургии, машиностроении и атомной индустрии. Этот метод применяется также в геологии, археологии, криминалистике и многих других сферах деятельности. В астрономии методом спектрального анализа определяют химический состав атмосфер планет и звёзд, температуру звёзд и магнитную индукцию их полей. По смещению спектральных линий в спектрах галактик была определена их скорость, и на основании этого сделан вывод о расширении нашей Вселенной.