Akademik

СПЕКТРЫ ОПТИЧЕСКИЕ

СПЕКТРЫ ОПТИЧЕСКИЕ: спектры эл.-магн. излучения в ИК, видимом и УФ диапазонах шкалы электромагнитных волн. С. о. разделяют на спектры испускания (наз. также спектрами излучения, или эмиссионными спектрами), спектры поглощения (абсорбционные спектры), рассеяния и отражения. С. о. испускания получаются от источников света при разложении их излучения по дл. волн l спектральными приборами и характеризуются функцией f(l), дающей распределение энергии испускаемого света в зависимости от К (при этом энергию рассчитывают на нек-рый интервал l). От функции f(l) можно перейти к функции j(n), дающей распределение энергии по частотам n=c/l. С. о. поглощения и рассеяния обычно получаются при прохождении света через в-во с последующим его разложением по l. С. о. поглощения, рассеяния и отражения характеризуются долей энергии света каждой дл. волны соответственно поглощённой (k(l)), рассеянной (a(l)) и отражённой (R(l)). При рассеянии монохроматического света дл. волны l спектр комбинационного рассеяния света характеризуется распределением энергии рассеянного света по изменённым дл. волн.

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

По виду С. о. разделяют на л и н е й ч а т ы е, состоящие из отдельных спектр. линий, соответствующих дискр. значениям l, п о л о с а т ы е, состоящие из отдельных полос, каждая из к-рых охватывает нек-рый интервал l, и с п л о ш н ы е (н е п р е р ы в н ы е), охватывающие широкий диапазон l. Строго говоря, отдельная спектр. линия также не соответствует вполне определённому значению l, а всегда имеет конечную ширину, характеризуемую нек-рым интервалом Dl, (см. ШИРИНА СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛИНИЙ).

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

Вид С. о. зависит от состояния в-ва. Если при заданной темп-ре в-во находится в состоянии термодинамич. равновесия с излучением (см. ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ), оно испускает сплошной спектр, распределение энергии в к-ром по l (или по n) даётся Планка законом излучения. Обычно термодинамич. равновесие излучения с в-вом отсутствует, и С. о. могут иметь самый разл. вид. В частности, для атомов характерны линейчатые С. о., возникающие при квант. переходах между электронными уровнями энергии (см. АТОМНЫЕ СПЕКТРЫ); для простейших молекул типичны полосатые спектры, возникающие при переходах между электронными, колебат. и вращат. уровнями энергии (см. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ СПЕКТРЫ).

Различным оптич. диапазонам l (и v) соответствуют разл. энергии фотонов hn=?1-?2 (?1 и ?2 — энергии уровней, между к-рыми происходит переход). В табл. приведены для трёх диапазонов эл.-магн. волн примерные интервалы l, v, волновых чисел n/c, энергий фотонов hn, а также темп-р излучения Т, характеризующих энергию фотонов согласно соотношению kT=hn (k — Больцмана постоянная). С. о. широко применяются для исследования строения и состава в-ва (см. СПЕКТРОСКОПИЯ, СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ).

СПЕКТРЫ ОПТИЧЕСКИЕ

- спектры эл.-магн. излучения в ИК-, видимоми УФ-диапазонах шкалы электромагнитных волн. С. о. разделяют наС. испускания (наз. также спектрами излучения или эмиссионными спектрами),С. поглощения (абсорбционные С.), С. рассеяния и С. отражения. С. о. получаютот источников света при разложении их излучения по длинам волн (частотам , волновым числам ,к-рые часто тоже обозначают v) с помощью спектральных приборов. Характеризуютсяф-цией [или ],описывающей распределение энергии испускаемого света в зависимости от (или v); при этом энергию рассчитывают на нек-рый интервал (или v). С. о. поглощения и рассеяния обычно получают при прохождении светачерез вещество с последующим его разложением по .С. о. поглощения, рассеяния и отражения характеризуются долей энергии светакаждой длины волны, соответственно поглощённой , рассеянной или отражённой веществом. При рассеянии монохроматич. света длины волны молекулами может происходить комбинационное рассеяние света, спектрк-рого характеризуется распределением энергии рассеянного света по изменённым(комбинационным) длинам волн.

С. о. регистрируют с помощью фоторегистрац. методов, фотоэлектрич. приёмникамиизлучения, термоэлементами и болометрами (в ИК-области) и т. д. В видимойобласти С. о. можно наблюдать визуально.

По виду С. о. могут быть линейчатыми, состоящими из отд. спектральныхлиний с определ. дискретными значениями ,полосатыми, состоящими из отд. полос, каждая из к-рых охватывает нек-рыйинтервал ,и сплошными (непрерывными), охватывающими широкий диапазон .(Строго говоря, спектральная линия всегда имеет нек-рую конечную ширину, характеризуемую нек-рым интервалом ;см. Ширина спектральной линии.)

С. о. возникают при квантовых переходах между уровнямиэнергии атомов, молекул, твёрдых и жидких тел. С. о. испускания соответствуютвозможным квантовым переходам с верхних возбуждённых уровней энергии нанижние, С. о. поглощения - с нижних уровней на верхние.

Вид С. о. зависит от состояния вещества. Если при заданной темп-ре веществонаходится в состоянии термодинамич. равновесия с излучением (см. Тепловоеизлучение), оно испускает сплошной спектр, распределение энергии вк-ром по (или v) даётся Планка законом излучения. Обычно термодинамич. равновесиеизлучения с веществом отсутствует и С. о. могут иметь самый различный вид. В частности, для атомов характерны линейчатые С. о., возникающие при квантовыхпереходах между электронными уровнями энергии (см. Атомные спектры); дляпростейших молекул типичны полосатые спектры, возникающие при переходахмежду электронными, колебат. и вращат. уровнями энергии (см. Молекулярныеспектры).

Разл. оптич. диапазонам v (или )соответствуют разл. энергии фотонов ( и - энергии уровней, между к-рыми происходит переход). В табл. приведеныдля трёх диапазонов длин волн примерные интервалы ,v, волновых чисел v/с, энергий фотонов ,а также темп-р излучения Т, характеризующих энергию фотонов согласносоотношению kT =hv.

С. о. применяются для исследования строения и состава вещества (см. Спектроскопия, Спектральный анализ).

Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 5 изд., М., 1976; Фриш С. Э.,Оптические спектры атомов, М.- Л., 1963. М. А. Ельяшевич.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.