Головна

   Велика Радянська Енциклопедія

Спектри оптичні

   
 

Спектри оптичні, спектри електромагнітного випромінювання в інфрачервоному, видимому та ультрафіолетовому діапазонах шкали електромагнітних хвиль . С. о. поділяють на спектри випускання (звані також спектрами випромінювання, або емісійними спектрами), спектри поглинання, розсіювання та відбиття. С. о. випускання виходять від джерел світла розкладанням їх випромінювання по довжинах хвиль l спектральними приладами і характеризуються функцією f (l) , дає розподіл енергії випускається світла залежно від l. С. о. поглинання (абсорбції), розсіювання та відбиття зазвичай виходять при проходженні світла через речовину з наступним його розкладанням по l . Ці типи С. о. характеризуються часткою енергії світла кожної довжини хвилі відповідно поглиненої [k (l)], розсіяною [a (l)] і відображеної [R (l)]. При розсіянні монохроматичного світла довжини хвилі l о спектр комбінаційного розсіювання світла характеризується розподілом енергії розсіяного світла за зміненими довжинах хвиль l? ? l о[ f? (l)]. Т. о., Будь-який спектр характеризується деякою функцією f (l) , дає розподіл енергії (абсолютною або відносною) по довжинах хвиль; при цьому енергію розраховують на деякий інтервал l. Від функції f (l) можна перейти до функції j (n), що дає розподіл енергії по частотах n = с / l ( с - швидкість світла); тоді енергія розраховується на одиницю інтервалу n.

С. о. реєструють за допомогою фотографічних і фотоелектричних методів, застосовують також лічильники фотонів для ультрафіолетової області, термоелементи і болометри в інфрачервоній області і т. д. У видимій області С. о. можна спостерігати візуально.

По виду С. о. поділяють на лінійчатих, що складаються з окремих спектральних ліній , відповідних дискретним значенням l , смугасті, які з окремих смуг, кожна з яких охоплює деякий інтервал l , і суцільні (безперервні), що охоплюють великий діапазон l . Строго кажучи, окрема спектральна лінія також не відповідає цілком певному значенню l , а завжди має кінцеву ширину, характеризуемую вузьким інтервалом l (див. Ширина спектральних ліній ).


Діапазон

l, мкм


n, сек -1 '

n / с, см -1


hn, ев

Т, К


Інфрачервоне о. виникають при

квантових переходах 3 між рівнями енергії атомів, молекул, а також твердих і рідких тіл. С. о. випускання відповідають можливим квантовим переходам з верхніх рівнів енергії на нижні, спектри поглинання - з нижніх рівнів енергії на верхні.


Вид С. о. залежить від стану речовини. Якщо при заданій температурі речовина знаходиться в стані термодинамічної рівноваги з випромінюванням (див. Теплове випромінювання

воно випускає суцільний спектр, розподіл енергії в якому по l (або n) дається 4


Планка законом випромінювання . Зазвичай термодинамічна рівновага речовини з випромінюванням відсутня і С. о. можуть мати самий різний вигляд. Зокрема, для спектрів атомів характерні лінійчаті спектри, що виникають при квантових переходах між електронними рівнями енергії (див. Атомні спектри

для найпростіших молекул типові смугасті спектри, що виникають при переходах між електронними, коливальними і обертальними рівнями енергії (див. 4

Молекулярні спектри

Для С. о. різним діапазонам l і, отже, n відповідають різні енергії фотонів

= Е (де h - Планка постійна , Е

- енергії рівнів, між якими відбувається перехід). У табл. наведені для 3 діапазонів електромагнітних хвиль зразкові інтервали довжин хвиль l 4 частот n, хвильових чисел n / 4

, енергій фотонів

а також температур 4 Т,

характеризують енергію фотонів згідно співвідношенню

kT = h

n (k - Больцмана постійна С. о. широко застосовуються для дослідження будови і складу речовини (див.

Спектроскопія 4 Спектральний аналіз 6

).

Літ.: 4 Ландсберг Г. С., Оптика, 4 видавництва., М., 1957. (Загальний курс фізики, ч. 3); Фріш С. Е., Оптичні спектри атомів, М. - Л., 1963. 6

М. А. Ельяшевіч. 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 температуре вещество находится в состоянии термодинамического равновесия с излучением (см. Тепловое излучение), оно испускает сплошной спектр, распределение энергии в котором по l (или n) даётся Планка законом излучения. Обычно термодинамическое 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 l и, следовательно, n соответствуют различные энергии фотонов hn = Е1-Е2(где h - Планка постоянная, Е1 и Е2 - энергии уровней, между которыми происходит переход). В табл. приведены для 3 диапазонов электромагнитных волн примерные интервалы длин волн l, частот n, волновых чисел n/c, энергий фотонов hn, а также температур Т, характеризующих энергию фотонов согласно соотношению kT = hn(k - Больцмана постоянная).

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

Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957. (Общий курс физики, ч. 3); Фриш С. Э., Оптические спектры атомов, М. - Л., 1963.

© М. А. Ельяшевич.





Виберіть першу букву в назві статті:

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 ы э ю я

Повний політерний каталог статей


 

Алфавітний каталог статей

  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 ы э ю я
 


 
© 2014-2022  vre.pp.ua