Виды спектров

В 1666 г. Исаак Ньютон, пропуская пучок света через трехгранную стеклянную призму, заметил, что тот не только преломляется к основанию призмы, но и распадается на цветовые составляющие. Полученная на экране цветная полоска, состоящая из семи основных цветов, постепенно переходящих один в другой, была названа спектром.

Для наблюдения и исследования спектров применяют прибор - спектроскоп. Для получения и регистрации спектров небесных тел используют специальный оптический прибор - спектрограф.

Спектры сравнительно ярких светил фотографируют с помощью щелевых спектрографов, состоящих из коллиматора, призмы и фотокамеры. Фотографический снимок спектра небесного тела называется спектрограммой. Спектрограммой называют также график зависимости интенсивности (мощности) излучения небесного тела от длины волны или частоты.

Любое светящееся тело создает спектр испускания. Спектры бывают сплошные (непрерывные), линейчатые и полосатые.

Сплошной спектр имеет вид непрерывной полосы, цвета которой постепенно переходят один в другой. Все твердые тела, расплавленные металлы, светящиеся газы и пары, находящиеся под очень большим давлением, дают сплошной спектр. Такой спектр можно, например, получить от дугового фонаря и горящей свечи.

Иной вид имеет спектр, если в качестве источника света использовать раскаленные газы или пары, когда их давление мало отличается от нормального и газы находятся в атомарном состоянии. В этом случае говорят о линейчатом спектре (атомном). Он состоит из отдельных резких цветных линий, разделенных темными промежутками. Установлено, что каждый химический элемент в состоянии раскаленного газа, состоящего из атомов, испускает присущий только ему одному линейчатый спектр с характерными цветными линиями, всегда расположенными на определенном месте.

Полосатый спектр (молекулярный) состоит из отдельных линий, сливающихся в полосы (четкие с одного края и размытые с другого), разделенные темными промежутками. Такой спектр испускают молекулы газов и паров.

Наряду со спектрами испускания существуют спектры поглощения.

Сплошной спектр, пересеченный темными линиями или полосами в результате прохождения белого света через раскаленные газы или пары, называется спектром поглощения. Исследование явления возникновения спектров поглощения показало, что вещество поглощает лучи тех длин волн, которые оно может испускать в данных условиях (закон Кирхгофа).

Таким образом, для каждого химического элемента его линейчатый спектр испускания и спектр поглощения обладают обратимостью. Это значит, что расположение темных линий поглощения в точности соответствует расположению цветных линий испускания.

Спектр содержит важнейшую информацию об излучении. Общий вид спектра и детальное распределение энергии в нем зависят от температуры, химического состава и физических свойств источника, а также от скорости его движения. Метод исследования химического состава тел и их физического состояния с помощью спектров испускания и поглощения называется спектральным анализом.

Читать далее