Почему пламя костра оранжевое, а газ на плите – синий? Как мы узнали, из чего состоят звёзды? И правда ли, что порой учёные собирали свои изобретения из подручных материалов?
Атомы излучают или поглощают свет на своей определенной частоте. Распределение этих значений называют спектрами. У каждого химического элемента свой спектр – индивидуальный, как отпечатки пальцев у человека.
Однажды в девятнадцатом веке немецкий химик Роберт Бунзен изобрел горелку с бесцветным пламенем. Привычный нам цвет огня – оранжевый, он такой из-за большого количества углекислого газа, образующегося при горении углеродсодержащих материалов, например, древесины или бумаги. Пламя газовой конфорки синее из-за природного газа. В горелку Бунзена поступает смесь светильного газа и воздуха, её пламя практически незаметно.
И это дало простор для опытов: Бунзен вместе с другом физиком Густавом Кирхгофом экспериментировали, поднося к пламени различные вещества. Соли меди окрашивали огонь в сине-зеленый цвет, натрий давал ярко-желтый оттенок, а калий – розовато-фиолетовый.
Кирхгоф соорудил из сигарной коробки и подзорной трубы прибор, который позволил наблюдать распределение спектральных линий и повысить точность анализа. Первая серьезная попытка описать эти линии была предпринята физиком Йозефом Фраунгофером за сорок лет до этих опытов. Но именно эксперименты Бунзена и Кирхгофа помогли заключить, что каждый химический элемент имеет свой неповторимый спектр.
С помощью этого метода были открыты новые элементы. Первый – цезий, его обнаружили в минеральной воде. Он давал на спектре две линии в голубом диапазоне, поэтому его так и назвали – от латинского слова, означающего цвет неба. Второй – рубидий, названный так из-за ярко-красной полосы спектра.
Позже прибор Кирхгофа усовершенствовали, и появился новый вид исследования – спектральный анализ. Он позволил по спектру небесных светил сделать выводы об их составе дистанционно.
Первое открытие произошло меньше чем через 10 лет после изобретения Кирхгофом первого спектроскопа. 18 августа 1868 года в районе индийского города Гунтур французский астроном Пьер Жансен исследовал излучение солнца во время затмения. С помощью спектроскопа он получил спектр нашей родительской звезды, где обнаружил ранее неописанную линию в желтом диапазоне. Похожий результат получил и английский астроном Норман Локьер, наблюдавший за Солнцем в октябре того же года. Дважды открытый элемент в честь Солнца назвали гелием, а на Земле его удалось найти спустя почти 30 лет.
Ольга Тебенкова для "Волжского химика"
