Что значит "спектры оптические"

спектры электромагнитного излучения в диапазоне длин волн 103-10-3 мкм. Различают оптические спектры испускания (эмиссионные, от источников света), поглощения (абсорбционные, получаются при прохождении света через вещество), рассеяния и отражения. Возникают при квантовых переходах в атомных системах. По виду оптические спектры могут быть линейчатыми (из отдельных спектральных линий), полосатыми (из спектральных полос, характеризуемых интервалом длин волн) и сплошными. Для атомов типичны линейчатые оптические спектры, для молекул - полосатые.

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 lо 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

hn, 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≈1,4×106С. 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 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.