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
(
и
- 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).
М. А. Ельяшевич
|
![]() |