Оптические спектры. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Оптические спектры - спектры эл--магн. излучения в ИК-, видимом и УФ-диапазонах шкалы электромагнитных волн. С. о. разделяют на С. испускания (наз. также спектрами излучения или эмиссионными спектрами), С. поглощения (абсорбционные С.), С. рассеяния и С. отражения. С. о. получают от источников света при разложении их излучения по длинам волн

(частотам

, волновым числам

, к-рые часто тоже обозначают v) с помощью спектральных приборов. Характеризуются функцией

[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 света через вещество с последующим его разложением по

. С. о. поглощения, рассеяния и отражения характеризуются долей энергии света каждой длины волны, соответственно поглощённой

, рассеянной

или отражённой

веществом. При рассеянии монохроматич. света длины волны

молекулами может происходить комбинационное рассеяние света ,спектр к-рого характеризуется распределением энергии рассеянного света по изменённым (комбинационным) длинам волн.

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

По виду С. о. могут быть линейчатыми, состоящими из отд. спектральных линий с определ. дискретными значениями

, полосатыми, состоящими из отд. полос, каждая из к-рых охватывает нек-рый интервал

, 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 уровнями энергии атомов, молекул, твёрдых и жидких тел. С. о. испускания соответствуют возможным квантовым переходам с верхних возбуждённых уровней энергии на нижние, С. о. поглощения - с нижних уровней на верхние.

Вид С. о. зависит от состояния вещества. Если при заданной температуре вещество находится в состоянии термодинамич. равновесия с излучением (см. Тепловое излучение), оно испускает сплошной спектр, распределение энергии в к-ром по

(или v) даётся Планка законом излучения. Обычно термодинамич. равновесие излучения с веществом отсутствует и С. о. могут иметь самый различный вид. В частности, для атомов характерны линейчатые С. о., возникающие при квантовых 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).

Разл. оптич. диапазонам v (или

) соответствуют разл. энергии фотонов

(

- энергии уровней, между к-рыми происходит переход). В табл. приведены для трёх диапазонов длин волн примерные интервалы

, v, волновых чисел v/с, энергий фотонов

, а также температур излучения Т, характеризующих энергию фотонов согласно соотношению kT =hv.

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

Литература по оптическим спектрам

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.