55.Види спектрiв та прилади iх спостереження.

Спектральні прилади, прилади для дослідження спектрального складу по довжинах хвиль електромагнітних випромінювань в оптичному діапазоні (10 -3 —10 3 мкм; див.(дивися) Спектри оптичні ) , знаходження спектральних характеристик випромінювачів і об'єктів, що взаємодіяли з випромінюванням, а також для спектрального аналізу . С. п. розрізняються методами спектрометрії, приймачами випромінювання, досліджуваним (робітником) діапазоном довжин хвиль і ін. характеристиками.

Принцип дії більшості С. п. можна пояснити за допомогою імітатора, змальованого на мал. 1. Форма отвору в рівномірно освітленому екрані 1 відповідає функції f (l) , що описує досліджуваний спектр — розподіл енергії випромінювання по довжинах хвиль l. Отвір в екрані 2 відповідає функції а, що описує здатність С. п. виділяти зі світлового потоку вузькі ділянки dl в околиці кожної l’ . Ету найважливішу характеристику С. п. називають функцією пропускання, або апаратною функцією (АФ). Процес виміру спектру f (l) приладом з АФ а (l — l’) можна імітувати, реєструючи зміни світлового потоку, що проходить через отвір, при переміщенні (скануванні) екрану 2 відносно екрану 1. Очевидно, чим менше ширина АФ, тим точніше буде виміряна форма контура спектру f (l) , тим більше тонка структура може бути в нім виявлена.

56.Завкон теплового випромiнювання Кiргхофа

Г. Кірхгоф відкрив закон, який кількісно пов'язує поглинання і випромінювання різних тіл. Цей зв'язок описується наведеним нижче рівнянням і має назву закону Кірхгофа:

де (Мет)1, (Мет)2, МеST – щільності випромінювання відповідно першого, другого та чорного тіла при температурі Т;

(αст)1, (αст)2 – спектральні коефіцієнти поглинання першого і другого тіл відповідно.

З цього закону витікає, що існують, по-перше, універсальна, незалежна від природи тіла функція випромінювання і, по-друге, кількісний зв’язок між поглинальними та випромінювальними властивостями будь-яких тіл.

Такою універсальною функцією є МеST, яка залежить тільки від температури Т тіла, в якого для усіх довжин хвиль і температур коефіцієнт поглинання випромінювання дорівнює 1,0. Таке тіло називається чорним тілом.

57. Спектри сонця I зiрок та iх звязок з температурою

Най¬важливішим джерелом інформації про більшість космічних об'єктів є їхнє випроміню¬вання.За допо¬могою цього методу можна встановити якісний і кількісний хіміч¬ний склад світила, його температуру, наявність магнітного поля, швидкість руху та багато іншого.

Для одержання спектрів застосовують спектроскоп та спектрограф.

Вивчення спектрів дає змогу аналізувати хімічний склад га¬зів, що випромінюють або поглинають світло. Кількість атомів або молекул, які випромінюють чи поглинають енергію, визначає¬ться інтенсивністю ліній. Чим помітніша лінія певного елемента у спектрі випромінювання або поглинання, тим більше таких ато¬мів (молекул) на шляху променя світла.

Сонце і зорі оточені газовими атмосферами. Неперервний спектр їхньої видимої поверхні перетинається темними лініями поглинання, які виникають, коли проміння проходить через атмосферу зірок. Тому їхні спектри — це спектри поглинання.

Спектр Сонця неперервний з великою кількістю темних ліній, які називаються фраунгоферовими. Ці лінії виникають у нижчих шарах атмосфери завдяки поглинанню та розсіюванню атомами різних елементів. Значна кількість ліній, особливо в інфрачервоній області, це телуричні (tellus - Земля) - утворені внаслідок поглинання світла Сонця молекулами газів земної атмосфери.

Починаючи з λ=168•10-9м, у бік коротких довжин хвиль спектр Сонця стає слабким, фраунгоферів спектр зникає. Найбільшої інтенсивності спектр досягає в області 430-550•10-9м, до червоного кінця спостерігається спад інтенсивності.

За спектром можна знайти й температуру світного об'єкта. Коли тіло розжарене до червоного коліру, у його суцільному спектрі найяскравіша червона частина. Якщо його нагрівати далі, ділянка найбільшої яскравості у спектрі змішується в жовту, потім у зе¬лену частину і так далі до фіолетового. Це явище описується законом Віна, який показує залежність положення максимуму у спектрі випро-мінювання від температури тіла. Знаючи цю залежність, можна встановити температуру Сонця, зірок, планет за допомогою спеціально створе¬них приймачів інфрачервоного випромінювання.

58.закони зовнішнього фотоефекту

Фотоефект – явище взаємодії електромагнітного випромінювання з речовиною, в результаті якого енергія фотонів передається електронам речовини й останні переходять у новий енергетичний стан.

Розрізняють:

1) Зовнішній фотоефект – виривання електронів з речовини під дією світла.

2) Внутрішній фотоефект – перерозподіл електронів за енергетичними рівнями під дією світла(електромагнетного випромінювання).

Внутрішній фотоефект властивий деяким напівпровідникам і меншою мірою діелектрикам.

3) Ядерний фотоефект – це явище виривання нуклонів із ядра під дією жорсткого рентгенівського або ?-випромінювання. Явище зовнішнього фотоефекту вперше дослідив О.Г.Столєтов у 1890р.

Перший закон фотоефекту.

Сила фотоструму насичення прямопропорційна падаючому на електрод світловому потоку.

Щоб струм не протікав, потрібно прикласти затримуючу (гальмуючу) напругу, за якою можна визначити кінетичну енергію фотоелектронів.

еUз =

Змінюючи частоту подаючого світла, Столєтов визначив кінетичну енергію фотоелектронів і встановив другий закон:

Максимальна кінетична енергія фотоелектронів лінійно зростає з частотою світла і не залежить від його інтенсивності.

Найменша частота хвилі, при якій ще можливий фотоефект, наз. червоною межею фотоефекту. Або:

Найбільша довжина хвилі, при якій ще можна спостерігати фотоефект, наз. червоною межею фотоефекту.

Третій з-н фотоефекту:

Поріг фотоефекту (червона межа) визначається тільки матеріалом електрода і не залежить від інтенсивності випромінювання.

59.