Главная > База знаний > Большая советская энциклопедия > СПЕКТРЫ ОПТИЧЕСКИЕ

СПЕКТРЫ ОПТИЧЕСКИЕ

СПЕКТРЫ ОПТИЧЕСКИЕ спектры
электромагнитного
излучения в инфракрасном, видимом и ультрафиолетовом диапазонах шкалы электромагнитных
волн. С. о. разделяют на спектры испускания (наз. также спектрами излучения,
или эмиссионными спектрами), спектры поглощения, рассеяния и отражения.
С. о. испускания получаются от источников света разложением их излучения
по длинам волн $\lambda$ спектральными
приборами и характеризуются функцией f( $\lambda$ ),
дающей распределение энергии испускаемого света в зависимости от $\lambda$ .
С. о. поглощения (абсорбции), рассеяния и отражения обычно получаются при
прохождении света через вещество с последующим его разложением по $\lambda$ .
Эти типы С. о. характеризуются долей энергии света каждой длины волны соответственно
поглощённой [к( $\lambda$ )],
рассеянной [ $\alpha$ ( $\lambda$ )]
и отражённой [R( $\lambda$ )].
При рассеянии монохроматического света длины волны $\lambda$ o
спектр комбинационного рассеяния света характеризуется распределением
энергии рассеянного света по изменённым длинам волн $\lambda$
<> $\lambda$ o
[f'( $\lambda$ )]. Т. o.,
любой спектр характеризуется нек-рой функцией f( $\lambda$ ),
дающей
распределение энергии (абсолютной или относительной) по длинам волн; при
этом энергию рассчитывают на нек-рый интервал $\lambda$ .
От функции f( $\lambda$ ) можно
перейти к функции $\varphi$ ( $\nu$ ),
дающей распределение энергии по частотам $\nu$
= c/ $\lambda$ (с - скорость
света); тогда энергия рассчитывается на единицу интервала $\nu$ .

С. о. регистрируют с помощью фотографич.
и фотоэлектрич. методов, применяют также счётчики фотонов для ультрафиолетовой
области, термоэлементы и болометры в инфракрасной области и т. д. В видимой
области С. о. можно наблюдать визуально.

По виду С. о. разделяют на линейчатые,
состоящие из отдельных спектральных линий, соответствующих дискретным
значениям $\lambda$ , полосатые,
состоящие из отдельных полос, каждая из к-рых охватывает нек-рый интервал $\lambda$ ,
и сплошные (непрерывные), охватывающие большой диапазон $\lambda$ .
Строго говоря, отдельная спектральная линия также не соответствует вполне
определённому значению $\lambda$ ,
а всегда имеет конечную ширину, характеризуемую узким интервалом $\lambda$
(см. Ширина спектральных линий).

С. о. возникают при
квантовых
переходах между уровнями энергии атомов, молекул, а также твёрдых и
жидких тел. С. о. испускания соответствуют возможным квантовым переходам
с верхних уровней энергии на нижние, спектры поглощения - с нижних уровней
энергии на верхние.

Вид С. о. зависит от состояния вещества.
Если при заданной темп-ре вещество находится в состоянии термодинам ич.
равновесия с излучением (см. Тепловое излучение), оно испускает
сплошной спектр, распределение энергии в к-ром по $\lambda$
(или $\nu$ ) даётся Планка
законом излучения. Обычно термодинамич. равновесие вещества с излучением
отсутствует и С. о. могут иметь самый различный вид. В частности, для спектров
атомов характерны линейчатые спектры, возникающие при квантовых переходах
между электронными уровнями энергии (см. Атомные спектры), для простейших
молекул типичны полосатые спектры, возникающие при переходах между электронными,
колебательными и вращательными уровнями энергии (см. Молекулярные спектры).

Для С. о. различным диапазонам $\lambda$
и, следовательно, $\nu$ соответствуют
различные энергии фотонов hv = $\varepsilon$ - $\varepsilon$ (где h - Планка постоянная, $\varepsilon$ - энергии уровней, между к-рыми происходит переход). В табл. приведены
для 3 диапазонов электромагнитных волн примерные интервалы длин волн $\lambda$ ,
частот $\nu$

Диапазон	$\lambda$ , мкм	$\nu$ , сек ^-1	$\nu$ /с,см^-1	hv, эв	Т, К
Инфракрасное излучение...	10³-0,74	3,010¹¹--4,0· 10¹⁴	10-1, 35*10⁴	1,25-10^-3- - 1,7	14-2,0*10⁴
Видимое излучение ...	0,74-0,40	410¹⁴--7,510¹⁴	1,3510⁴--2,5 10⁴	1,7-3,1	2.010⁴--3,610⁴
Ультрафиолетовое излучение ...	0,40-0,001	7,510¹⁴--3,010¹⁵	2,5*10⁴--10⁶	3,1-125	3,610⁴--1,410⁶

волновых чисел $\nu$ /c,
энергий фотонов hv, а также темп-р T, характеризующих энергию
фотонов согласно соотношению kT = hv (k - Больцмана постоянная). С.
о. широко применяются для исследования строения и состава вещества (см.
Спектроскопия,
Спектральный анализ). Илл. см. на вклейке к стр. 305. Лит.: Ландсберг
Г. С., Оптика, 4 изд., M., 1957. (Общий курс физики, ч. 3); Фриш С. Э.,
Оптические спектры атомов, М.- Л., 1963. 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