СПЕКТРОСКОПИЯ
(от
спектр
и
... скопил"), раздел физики, посвящённый изучению спектров электромагнитного
излучения. Методами С. исследуют уровни энергии
атомов, молекул
и образованных из них макроскопич. систем и квантовые переходы
между
уровнями энергии, что даёт важную информацию о строении и свойствах вещества.
Важнейшие области применения С.- спектральный анализ и
астрофизика.
Возникновение С. можно отнести к 1666,
когда И. Ньютон впервые разложил солнечный свет в спектр. Важнейшие
этапы дальнейшего развития С.- открытие и исследование в нач. 19 в. линий
поглощения в солнечном спектре (фраунгоферовых линии), установление
связи спектров испускания и поглощения (Г. P. Кирхгоф и P. Бунзен,
1859)
и возникновение на её основе спектрального анализа. С его помощью впервые
удалось определить состав астрономич. объектов - Солнца, звёзд, туманностей.
Во 2-й пол. 19 - нач. 20 вв. С. продолжала развиваться как эмпирич. наука,
был накоплен огромный материал об оптич. спектрах атомов и молекул, установлены
закономерности в расположении спектральных линий и полос. В 1913 H. Бор
объяснил эти закономерности на основе квантовой теории, согласно к-рой
спектры электромагнитного излучения возникают при квантовых переходах между
уровнями энергии атомных систем в соответствии с постулатами Бора (см.
Атомная
физика). В дальнейшем С. сыграла большую роль в создании
квантовой
механики и квантовой электродинамики, к-рые, в свою очередь,
стали теоретич. базой совр. С.
Деление С. может быть произведено по различным
признакам. По диапазонам длин волн (или частот) электромагнитных волн
в
С. выделяют радиоспектроскопию, охватывающую всю область радиоволн;
оптич. С., изучающую спектры оптические и содержащую
инфракрасную
спектроскопию, С. видимого излучения и ультрафиолетовую спектроскопию,
рентгеновскую спектроскопию и гамма-спектроскопию.
Специфика
каждого из этих разделов С. основана на особенностях электромагнитных волн
соответствующего диапазона и методах их получения и исследования: в радиоспектроскопии
применяются радиотехнические методы, в рентгеновской - методы получения
и исследования рентгеновских лучей, в гамма-спектроскопии - экспериментальные
методы ядерной физики, в оптич. С.- оптич. методы в сочетании с методами
совр. радиоэлектроники. Часто под С. понимают лишь оптич. С.
В соответствии с различием конкретных экспериментальных
методов выделяют отдельные разделы С. В оптич. С.- интерференционную С.,
основанную на использовании интерференции и применении интерферометров,
вакуумную
спектроскопию, Фурье-спектроскопию, спектроскопию лазерную,
основанную
на применении лазеров. Одним из разделов ультрафиолетовой и рентгеновской
С. является фотоэлектронная спектроскопия, основанная на анализе
энергий электронов, вырываемых из вещества при поглощении ультрафиолетовых
и рентгеновских фотонов.
По типам исследуемых систем С. разделяют
на атомную, изучающую атомные спектры, молекулярную, изучающую молекулярные
спектры, С. веществ в конденсированном состоянии (в частности, спектроскопию
кристаллов). В соответствии с видами движения в молекуле (электронное,
колебательное, вращательное) молекулярную С. делят на электронную, колебательную
и вращательную С. Аналогично различают электронную и колебательную С. кристаллов.
В С. атомов, молекул и кристаллов применяют методы оптич. С., рентгеновской
С. и радиоспектроскопии .
Особую область исследований представляет
ядерная
спектроскопия, в к-рую включают гамма-, альфа- и бетаспектроскопии;
из них только гамма-спектроскопия относится к С. электромагнитного излучения.
Лит.: Ельяшевич M. А., Атомная и
молекулярная спектроскопия, M., 1962; Герцберг Г., Спектры и строение простых
свободных радикалов, пер. с англ., M., 1974. См. также лит. при статьях
Инфракрасная
спектроскопия, Комбинационное рассеяние света, Ультрафиолетовое излучение,
Спектроскопия кристаллов, Рентгеновская спектроскопия, Гамма-спектроскопия,
Атомные спектры, Молекулярные спектры. M. А. Ельяшевич.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я