Презентация "Применение спектрального анализа"

ГОКУ АО «Общеобразовательная школа при УИН», г. Благовещенск

Области применения спектрального анализа

Презентацию подготовила учитель физики - Г.Ф. Полещук

Спектральный анализ – метод определения химического состава вещества по его спектру,

был открыт в 1859 году Р.В. Бунзеном и

Г.Р. Кирхгофом, профессорами химии и физики одного из старейших и престижных учебных заведений Германии.

Роберт Вильгельм Бунзен

1811- 1899 гг.

Открытие оптического метода исследования химического состава тел и их физического состояния содействовало выявлению новых химических элементов (индия, цезия, рубидия, гелия, таллия и галлия), возникновению астрофизики и стало своеобразным прорывом в различных направлениях научно-технического прогресса.

Густав Роберт Кирхгоф

1824 – 1887 гг.

Для изучения спектров используются спектроскопы и спектрографы. В первых спектр рассматривают, а с помощью спектрографов его фотографируют. Полученный снимок называют спектрограммой.

спектроскоп

спектрограф

Линейчатые спектры дают все вещества в газообразном атомарном (но не молекулярном) состоянии.

Определение химического состава материи по спектру очень схоже с методом нахождения преступника по отпечаткам пальцев. Линейчатым спектрам, как и узорам на пальцах, свойственна неповторимая индивидуальность. Благодаря этому и определяется химический состав.

Спектральный анализ даёт возможность обнаружить определенный компонент в составе сложного вещества, масса которого не выше 10 -10 г .

По спектрам излучения водорода(1), гелия (2), натрия (3) можно определить , какие из них содержатся в смеси веществ (4)

Применение спектрального анализа в астрономии

Спектральный анализ и его применение в научной среде позволило создать астрофизику. А в дальнейшем уже в новой отрасли удалось установить химический состав газовых облаков, звёзд, Солнца, что совершенно невозможно было сделать с помощью других методов анализа.

Данный способ также позволил найти по спектрам и многие другие физические характеристики этих объектов (давление, температуру, скорость движения, наличие магнитного поля, его напряжённость и другие параметры).

В основе метода заложено изучение строения света, излучаемого или поглощаемого анализируемым веществом.

Новые ключи к пониманию того, как перемещаются гигантские эллиптические галактики, были обнаружены международной группой ученых при помощи установленного спектрографа MUSE в Европейской южной обсерватории комплекса Очень Большой Телескоп.

Учёные наблюдали за гигантской эллиптической галактикой M87 , центральной галактикой в скоплении Девы, чтобы обнаружить вращение хотя бы малой амплитуды.

На изображении показан график скорости движения звёзд внутри M87 в зависимости от координаты. Скорости от -20 до 20 км/ч соответствуют синему и красному цвету.

Спектральный анализ в медицине

Широкое применение получил спектральный анализ в медицине. Его используют для определения инородных веществ в организме человека, диагностирования онкологических заболеваний на ранней стадии их развития.

Применение масс-спектрометрического газоанализатора

МХ-6202 для анализа выдыхаемого газа

Наличие или отсутствие многих заболеваний можно определить по лабораторному анализу крови. Чаще это болезни органов ЖКТ, мочеполовой сферы. Количество заболеваний, которые определяет спектральный анализ крови, постепенно увеличивается.

Спектральным анализом проверяют также минеральный состав тела. Материалом для исследования в данном случае служат волосы.

Любой дисбаланс, дефицит или избыток минералов часто связан с целым рядом заболеваний, таких как болезни крови, кожи, сердечно-сосудистой, пищеварительной системы, аллергия, нарушения развития и роста детей, снижение иммунитета, утомляемость и слабость. Подобные виды анализов считаются новейшими прогрессивными лабораторными методами диагностики .

Лучше всего разработаны методики атомного спектрального анализа. Их используют для оценки самых разнообразных объектов в геологии, археологии , астрофизике, чёрной и цветной металлургии, химии, биологии, машиностроении, атомной индустрии.

Анализатор металлов позволяет выполнить быстро и точно проверку состава сплава или его вида.

Прибор Х-МЕТ8000 - широкого спектра действия, кроме металлов позволяет определить химический состав керамики, ферритов, минералов и т.д. Анализ делается быстро, практически мгновенно, на образце не остается никаких повреждений.

Стационарно – искровые оптико - эмиссонные спектрометры «МЕТАЛСКАН –2500».

Лабораторная электролизная установка для анализа металлов «ЭЛАМ».

Приборы предназначены для точного анализа металлов и сплавов, включая цветные, сплавы чёрных металлов и чугуны.

Установка предназначена для проведения весового электролитического анализа меди, свинца, кобальта и др. металлов в сплавах и чистых металлах.

В последнее время возрастает объем практического применения и молекулярного спектрального анализа. Его методы используются в химической, химико-фармацевтической и нефтеперерабатывающей промышленности для исследования органических веществ, реже и для неорганических соединений

TruScan GP портативный спектрометр для быстрой и точной идентификации веществ как в твердой, так и жидкой форме.

Спектральный анализ в криминалистике

С его помощью исследуются улики, найденные на месте преступления, определяется орудие убийства, раскрываются некоторые частности совершенного преступления.

Спектральная телевизионная Видеомышь «В2" - представляет собой компактное экспертно-криминалистическое средство, позволяющее проводить спектральные исследования бланков, реквизитов и любой защищенной продукции, а также оперативно определять подлинность документов, банкнот и ценных бумаг.

Стилоскоп с фотоэлектрической приставкой применяется в судебной экспертизе для определения вида неизвестного вещества, установления его химического состава, сходства или отличия нескольких сравниваемых объектов (картечь, охотничья дробь, лакокрасочные изделия, стёкла, табак, волокна и т. д.).

Стилоскоп с фотоэлектрической приставкой

археология

Итак, cпектpальный aнaлиз применяется почти во всех важнейших сферах человеческой деятельности: в медицине, в криминалистике, в промышленности, астрономии и других отраслях, которые существуют для блага человечества. Таким образом cпектpальный aнaлиз является одним из важнейших аспектов развития не только научного прогресса, но и самого уровня жизни человека.

медицина

фармацевтика

геология

астрономия

В презентации использованы ресурсы Интернета:

- https://www.syl.ru/article/141494/mod_spektralnyiy-analiz-ego-vidyi-i-oblasti-primeneniya ;

• https://megaobuchalka.ru/9/19455.html ;
• o.mail.ru/search?src=go&fr=main&sbmt=1572057123481&frm=main&q=Области+применения+спектрального+анализа;
• https://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/107092/ Масс ;
• https://go.mail.ru/search_images?q=+ применения+спектрального+анализа+в+геологии -+картинки& src = go&fr = main&sbmt =1572061001863#urlhash=7252566027264939477 ;
• https://go.mail.ru/search_images?fr=main&q= применения%20спектрального%20анализа%20в%20астрономии%20-%20картинки& frm = web#urlhash =819323399644888089 ;
• https://go.mail.ru/search_images?q= линейчатые+спектры+некоторых+веществ -+картинки+-+фото& src = go&fr = main&sbmt =1572087193554#urlhash=8543490003000533574 ;
• http:// npo-prz.ru/index.php?Itemid=13&catid=1:2010-09-07-13-22-17&id=521:2018-04-04-10-26-25&option=com_content&view=article ;
• http://www.ccsservices.ru/catalog/portativnye-raman-spektrometry-thermo-portable-analyzers/truscan-gp/;