Теория:

Спектроскоп и спектрограф
Спектроскоп — оптический прибор для наблюдения спектра излучения.
Спектрограф — прибор для регистрации излучения с помощью фотоматериалов или электронно-оптических преобразователей.
Внешний вид и устройство одного из таких приборов — двухтрубного спектроскопа — показано на рисунке.
 
1 Asset 1 (2).svg
 
 
2 Asset 1.svg
 
Для разложения света в спектр используется призма П. В трубе К (коллиматоре) имеется узкая щель S, расположенная в фокальной плоскости линзы Л1. Благодаря этому на призму падает параллельный пучок света. Из призмы выходят цветные пучки света. Поскольку показатель преломления для излучения данной длины волны одинаков, то пучки света одинаковой длины волны параллельны между собой. На рисунке показаны два пучка, у которых параллельны лучи одинакового цвета (два красных и два фиолетовых луча). Линза Л2 фокусирует параллельные лучи и даёт на экране множество изображений щели — спектр. Если вместо экрана поместить фотопластинку, то спектр можно сфотографировать. Прибор, в котором спектр получается на фотопластинке, называется спектрографом.
Типы спектров
Спектры отличаются большим разнообразием. Различают спектры излучения (испускания) и спектры поглощения. Спектры излучения могут быть сплошными и линейчатыми.
  
Сплошной (непрерывный) спектр излучения состоит из всех спектральных цветов, непрерывно переходящих друг в друга.
  
og_og_1521612431227845003.jpg
  
Его создают вещества в твёрдом и жидком состоянии, разогретые до высокой температуры, например расплавленный металл, накалённая нить электрической лампы. Спектр сильно сжатых газов, которые нагреты до высокой температуры, также является непрерывным. Данный факт обусловлен незначительным различием при данных физических условиях между молекулярными силами взаимодействия в жидких, твердых и газообразных веществах.
 
Линейчатый спектр излучения состоит из отдельных спектральных линий, каждой из которых соответствует определённая длина волны. Его излучают вещества, находящиеся в атомарном газообразном состоянии. Для получения линейчатого спектра исследуемое вещество нужно перевести в газообразное состояние и нагреть до высокой температуры.
  
Для получения спектра излучения в пламя газовой горелки можно поместить кристалл поваренной соли. Пламя окрашивается жёлтым цветом. Фотография спектра отображает две. узкие жёлтые линии. Однако, эти две линии находятся чрезвычайно близко друг к другу, что порой приводит при использовании простейшего спектроскопа к их слиянию.
натрий — копия.jpg
На рисунке мы видим спектр атомов натрия и не видим спектр атомов хлора, хотя нагревали поваренную соль. Для свечения атомов хлора необходимо больше энергии, чем для свечения атомов натрия. Поэтому спектр излучения атомов натрия яркий, а спектр атомов хлора не наблюдается .
Каждому химическому элементу присущ свой спектр излучения.
Для получения спектра поглощения исследуемое вещество, атомы и молекулы которого находятся в невозбужденном состоянии, облучается белым светом, который даёт сплошной спектр.
  
Линейчатые спектры характерны для газов и паров жидкости. Они создаются излучением отдельных атомов химических элементов, не связанных в молекулы.
  
На рисунке изображён спектр поглощения паров натрия при пропускании белого света. Электрон, переходя в возбуждённое состояние, забирает определённую порцию энергии, что отображено чёрной полоской. Так как полоска находится в жёлтом диапазоне спектра, то и поглощённая волна имеет такую же частоту.
  
натрий2.png
  
Две тёмные спектральные линии поглощения расположены в том же самом месте, где находятся две цветные линии спектра излучения газообразного натрия. Эта особенность расположения линий в спектре излучения и спектре поглощения характерна для всех веществ.
 
В середине \(XIX\) в. к такому же выводу пришёл Г. Кирхгоф, сформулировав закон для  всех химических элементов: атомы элементов поглощают те же длины волн, которые они излучают и излучают.