(от спектр и ...скопия ) , раздел физики, посвященный изучению спектров электромагнитного излучения. Методами С. исследуют уровни энергии атомов, молекул и образованных из них макроскопических 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 начале 19 в. линий поглощения в солнечном спектре ( фраунгоферовых линий ) , установление связи спектров испускания и поглощения (Г. Р. Кирхгоф и Р. Бунзен , 1859) и возникновение на её основе спектрального анализа. С его помощью впервые удалось определить состав астрономических объектов - Солнца, звёзд, туманностей. Во 2-й половине 19 - начале 20 вв. С. продолжала развиваться как эмпирическая наука, был накоплен огромный материал об оптических спектрах атомов и молекул, установлены закономерности в расположении спектральных линий и полос. В 1913 Н. Бор объяснил эти закономерности на основе квантовой теории, согласно которой 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 , которые, в свою очередь, стали теоретической базой современной 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; оптическую 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 оптической С. - оптические методы в сочетании с методами современной радиоэлектроники. Часто под С. понимают лишь оптическую С.
В соответствии с различием конкретных экспериментальных методов выделяют отдельные разделы С. В оптической 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 оптической С., рентгеновской С. и радиоспектроскопии .
Особую область исследований представляет ядерная спектроскопия , в которую включают гамма-, альфа- и бета-спектроскопии; из них только гамма-спектроскопия относится к С. электромагнитного излучения.
Лит.: Ельяшевич М. А., Атомная и молекулярная спектроскопия, М., 1962; Герцберг Г., Спектры и строение простых свободных радикалов, пер. с англ., М., 1974. См. также лит. при статьях Инфракрасная спектроскопия , Комбинационное рассеяние света , Ультрафиолетовое излучение , Спектроскопия кристаллов , Рентгеновская спектроскопия , Гамма-спектроскопия , Атомные спектры , Молекулярные спектры .
М. А. Ельяшевич.