Значение СПЕКТРЫ ОПТИЧЕСКИЕ в Большой советской энциклопедии, БСЭ

СПЕКТРЫ ОПТИЧЕСКИЕ

оптические, спектры электромагнитного излучения в инфракрасном, видимом и ультрафиолетовом диапазонах шкалы электромагнитных волн . С. о. разделяют на спектры испускания (называемые также спектрами излучения, или эмиссионными спектрами), спектры поглощения, рассеяния и отражения. С. о. испускания получаются от источников света разложением их излучения по длинам волн l спектральными приборами и характеризуются функцией f (l) , дающей распределение энергии испускаемого света в зависимости от l. С. о. поглощения (абсорбции), рассеяния и отражения обычно получаются при прохождении света через вещество с последующим его разложением по l . Эти типы С. о. характеризуются долей энергии света каждой длины волны соответственно поглощённой [ k (l)], рассеянной [a(l)] и отражённой [ R (l)]. При рассеянии монохроматического света длины волны l о спектр комбинационного рассеяния света характеризуется распределением энергии рассеянного света по измененным длинам волн l ¹ lо[ f- (l)]. Т. о., любой спектр характеризуется некоторой функцией f (l) , дающей распределение энергии (абсолютной или относительной) по длинам волн; при этом энергию рассчитывают на некоторый интервал l. От функции f (l) можно перейти к функции j(n), дающей распределение энергии по частотам n с/ l( с - скорость света); тогда энергия рассчитывается на единицу интервала n.

С. о. регистрируют с помощью фотографических и фотоэлектрических 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 l , полосатые, состоящие из отдельных полос, каждая из которых охватывает некоторый интервал l , и сплошные (непрерывные), охватывающие большой диапазон l . Строго говоря, отдельная спектральная линия также не соответствует вполне определённому значению l , а всегда имеет конечную ширину, характеризуемую узким интервалом l (см. Ширина спектральных линий ) .

Диапазон

l, мкм

n, сек-1 '

n /с, см-1

h n , эв

Т, К

Инфракрасное излучение

103-0,74

3,0×10"-4,0×1014

10-1,35×104

1,25×10-3-1,7

14-2,0×104

Видимое излучение

0,74-0,40

4×1014-7,5×1014

1,35×104-2,5×104

1,7-3,1

2,0×104-3,6×104

Ультрафиолетовое излучение

0,40-0,001

7,5×1014-3,0×10'|

2,5×104-106

3,1-125

3,6×104-1,4×106

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 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 h n Е1 - Е 2(где h - Планка постоянная , Е1 и Е 2 - 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 h n , а также температур Т, характеризующих энергию фотонов согласно соотношению kT h n( 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.

Большая советская энциклопедия, БСЭ. 2012