Види випромінювання
-Теплове випромінювання, при якому втрати атомами енергії на випромінювання світла компенсуються за рахунок енергії теплового руху атомів (молекул) випромінюючого тіла. Чим вища температура тіла, тим швидше рухаються атоми. Під час зіткнення швидких атомів (молекул) один з одним частина їх кінетичної енергії перетворюється на енергію збудження атомів, які потім випромінюють світло. Тепловим джерелом випромінювання є Сонце, а також звичайна лампа розжарювання. Лампа дуже зручний, але мало економічне джерело. Лише приблизно 12% всієї енергії, що виділяється в лампі електричним струмом, перетвориться в енергію світла. Тепловим джерелом світла є полум'я. Крупинки сажі розжарюється за рахунок енергії, що виділяється при згорянні палива, і випромінюють світло.
-Електролюмінесценція. Енергія, необхідна атомів для випромінювання світла,може запозичити і з нетеплових джерел. При розряді в газах електричне поле повідомляє електронам велику кінетичну енергію. Швидкі електрони зазнають зіткнення з атомами. Частина кінетичної енергії електронів йде на збудження атомів. Збуджені атоми віддають енергію у вигляді світлових хвиль. Завдяки цьому розряд в газі супроводжується світінням. Це і є електролюмінесценція.
-Катодолюмінесценція. Савчин твердих тіл, викликане бомбардуваннямїх електронами, називають катодолюмінісенцією. Завдяки катодолюмінесценціі світяться екрани електронно-променевих трубок телевізорів.
-Хемілюмінесценція. При деяких хімічних реакціях, що йдуть з виділенням енергії, частина цієї енергії витрачається безпосередньо на випромінювання світла. Джерело світла залишається холодним (він має температуру навколишнього середовища). Це явище називається хеміолюмінесценкією.
-Фотолюмінесценція. Падаюче на речовину світло частково відбивається, а частково поглинається. Енергія поглинається світлом в більшості випадків викликає лише нагрівання тел. Однак деякі тіла самі починають світитися безпосередньо під дією падаючого на нього випромінювання. Це і є фотолюмінесценція. Світло збуджує атоми речовини (збільшує їх внутрішню енергію), після цього вони висвічуються самі. Наприклад,світяться фарби, якими покривають багато ялинкових іграшок, випромінюють світло після їх опромінення. Світло що випромінюється при фотолюмінесценції має, як правило, більшу довжину хвилі, ніж світло, збудженого світіння. Це можна спостерігати експериментально. Якщо направити на посудину з флюоресцеітом (органічний барвник) світловий пучок, пропущений через фіолетовий світлофільтр, то ця рідина починає світитися зелено - жовтим світлом, тобто світлом більшої довжини хвилі, ніж ультрафіолетового світла. Явище фотолюмінесценції широко використовується в лампах денного світла. Радянський фізик С. І. Вавилов запропонував покривати внутрішню поверхню розрядної трубки речовинами, здатними яскраво світитися під дією коротко хвильового випромінювання газового розряду. Лампи денного світла приблизно в три-чотири рази економічніші звичайних ламп розжарювання.
Розподіл енергії в спектрі
На екрані за заломлюючої призмою монохроматичні кольори в спектрі розташовуються в наступному порядку: червоний (що має найбільшу серед хвиль видимого світла довжину хвилі (λ = 7,6*10-7 м і найменший показник заломлення), оранжевий, жовтий, зелений, блакитний, синій і фіолетовий (що має найменшу у видимому спектрі довжину хвилі (λ = 4,2*10-7 м і найбільший показник заломлення). Жодне з джерел не дає монохроматичного світла, тобто світла строго певної довжини хвилі. У цьому нас переконують досліди по розкладу світла в спектр за допомогою призми, а також досліди з інтерференції і дифракції. Та енергія, яку несе з собою світло від джерела, визначеним чином розподілена по хвилях всіх довжин, що входять до складу світлового пучка. Щільність потоку електромагнітного випромінювання, або інтенсивність, визначається енергією ∆W, що припадає на всі частоти. Для характеристики розподілу випромінювання за частотами потрібно ввести нову величину: інтенсивність, що припадає на одиничний інтервал частот. Цю величину називають спектральною щільністю інтенсивності випромінювання. Спектральну щільність потоку випромінювання можна знайти експериментально. Для цього треба за допомогою призми отримати спектр випромінювання, наприклад, електричної дуги, і виміряти щільність потоку випромінювання, що припадає на невеликі спектральні інтервали. Покладатися на око при оцінці розподілу енергії не можна. Око володіє виборчою чутливістю до світла: максимум його чутливості лежить в жовто-зеленій області спектра. Найкраще скористатися властивістю чорного тіла майже повністю поглинати світло всіх довжин хвиль. При цьому енергія випромінювання (тобто світла) викликає нагрівання тіла. Тому досить виміряти температуру тіла і по ній судити про кількості поглиненої в одиницю часу енергії.
Звичайний термометр має занадто малу чутливість для того, щоб його можна було з успіхом використовувати в таких дослідах. Потрібні більш чутливі прилади для вимірювання температури. Можна взяти електричний термометр, в якому чутливий елемент виконаний у вигляді тонкої металевої пластини. Цю пластину треба покрити тонким шаром сажі, майже повністю поглинає світло будь-якої довжини хвилі. Чутливу до нагрівання пластину приладу слід помістити в те або інше місце спектру. Всьому мабуть спектру завдовжки l від червоних променів до фіолетових відповідає інтервал частот від ʋчерв до ʋф. Ширині відповідає малий інтервал. За нагріванням чорної пластини приладу можна судити про щільність потоку випромінювання, що припадає на інтервал частот. Переміщуючи пластину вздовж спектра, ми виявимо, що більша частина енергії припадає на червону частину спектру, а не на жовто-зелену, як здається на око. За результатами цих дослідів можна побудувати криву залежності спектральної щільності інтенсивності випромінювання від частоти. Спектральна щільність інтенсивності випромінювання визначається по температурі пластини, а частоту неважко знайти, якщо використовувати для розкладання світла прилад проградуйованій, тобто, якщо відомо, якій частоті відповідає дана ділянка спектра.
Крива залежності спектральної щільносьті інтенсивності випромінювання від частоти у видимій частині спектру електричної дуги.