7. Спектр. Условия образования спектров излучения. Характер распределения энергии в спектре: непрерывные , линейчатые, полосатые спектры и системы их излучающие.

Спектр (лат. spectrum «виде́ние») в физике — распределение значений физической величины (обычно энергии, частоты или массы). Обычно под спектром подразумевается электромагнитный спектр — спектр частот (или то же самое, что энергий квантов) электромагнитного излучения.В научный обиход термин спектр ввёл Ньютон в 1671—1672 годах для обозначения многоцветной полосы, похожей на радугу, которая получается при прохождении солнечного луча через треугольную стеклянную призму.

Ньютон первый использовал слово спектр (лат. spectrum — видение, появление) в печати в 1671 году, описывая свои оптические опыты. Он сделал наблюдение, что когда луч света падает на поверхность стеклянной призмы под углом к поверхности, часть света отражается, а часть проходит через стекло, образуя разноцветные полосы. Учёный предположил, что свет состоит из потока частиц (корпускул) разных цветов, и что частицы разного цвета движутся с различной скоростью в прозрачной среде. По его предположению, красный свет двигался быстрее чем фиолетовый, поэтому и красный луч отклонялся на призме не так сильно, как фиолетовый. Из-за этого и возникал видимый спектр цветов.

Ньютон разделил свет на семь цветов: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, индиго и фиолетовый. Число семь он выбрал из убеждения (происходящего от древнегреческих софистов), что существует связь между цветами, музыкальными нотами, объектами Солнечной системы и днями недели. Человеческий глаз относительно слабо восприимчив к частотам цвета индиго, поэтому некоторые люди не могут отличить его от голубого или фиолетого цвета. Поэтому после Ньютона часто предлагалось считать индиго не самостоятельным цветом, а лишь оттенком фиолетового или голубого (однако он до сих пор включён в спектр в западной традиции). В русской традиции индиго соответствует синему цвету.

Гёте, в отличие от Ньютона, считал, что спектр возникает при наложении разных составных частей света. Наблюдая за широкими лучами света, он обнаружил, что при проходе через призму, на краях луча проявляются красно-желтые и голубые края, между которыми свет остаётся белым, а спектр появляется, если приблизить эти края достаточно близко друг к другу.

В XIX веке, после открытия ультрафиолетового и инфракрасного излучений, понимание видимого спектра стало более точным.

В начале XIX века Томас Юнг и Герман фон Гельмгольц также исследовали взаимосвязь между спектром видимого излучения и цветным зрением. Их теория цветного зрения верно предполагала, что для определения цвета глаз использует три различных вида рецепторов.

Спектры делятся на:

1. Спектры излучения

2. Спектры поглощения

Спектры Излучения:

12. Непрерывный (сплошной) спектр дают тела, находящиеся в твердом состоянии, а также сильно сжатые газы, нагретые до высокой температуры. Характер спектра объясняется сильным взаимодействием отдельных атомов и молекул.Пример: свет от Солнца, свечи,лампочки накаливания; высокотемпературная плазма

13. Линейчатые спектры дают все вещества в газообразном атомарном (но не молекулярном) состоянии (свечение паров вещества в пламени или свечение газового разряда). В этом случае атомы практически не взаимодействуют друг с другом, а изолированные атомы излучают строго определенные длины волн, характерные для каждого химического элемента. При увеличении плотности атомарного газа отдельные спектральные линии расширяются, и при сильном сжатии газа, когда взаимодействие атомов становится существенным, эти линии перекрывают друг друга, образуя сплошной спектр. Примеры излучения: лазеры, светодиоидные источники

14. Полосатые спектры дают газы, молекулы которых слабо связаны друг с другом. При этом спектр состоит из отдельных полос, разделенных темными промежутками. Каждая полоса представляет собой совокупность большого числа очень тесно расположенных линий, обусловленных взаимодействием атомов в молекуле. Пример: свечение паров йода