Спектральная линия. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Спектральная линия - узкий (почти монохроматический) пик в спектре испускания (С. л. испускания) либо провал в спектре пропускания (С. л. поглощения) объекта. С. л. характерны для разл. спектров, однако чаще всего этот термин применяют к квантовым системам. Положение С. л. в спектре обычно определяется длиной волны

, частотой

либо энергией фотона hv.

С. л. квантовой системы (атома, ядра, молекулы, кристалла и т. п.), как правило, отвечает переходу между её дискретными уровнями энергии j и k и кроме длины волны характеризуется энергией перехода и квантовыми числами нижнего j и верхнего k уровней, вероятностью излучат. перехода (Эйнштейна коэффициентом)либо силой осциллятора. С. л., возникающие вследствие оптически разрешённых (электрических дипольных) переходов, наз. разрешёнными. Если электрический дипольный переход между уровнями запрещён отбора правилами, С. л. наз. запрещённой.

Распределение интенсивности в С. л. наз. её контуром; его характеризуют ширина спектральной линии и её сдвиг (см. Контур спектральной линии ).Мин. ширина С. л. наз. естественной или радиационной, она реализуется при квантовых переходах в изолиров. атоме или молекуле (системе неподвижных и невзаимодействующих молекул). Уширение спектральных линий возникает вследствие теплового движения частиц (доплеровсков уширен и е) и взаимодействий с окружающими частицами. В нек-рых случаях упругие столкновения с окружающими частицами либо со стенками приводят к сужению С. л. Чрезвычайно узкие

С. л. атомных ядер проявляются в спектрах кристаллов в результате Мёссбауэра эффекта. Очень узкие С. л. излучения получают в стабилизированных по частоте квантовых генераторах микроволнового и оптического диапазонов. Весьма узкие С. л. могут наблюдаться методами нелинейной лазерной спектроскопии. Наблюдаемая ширина С. л. часто определяется аппаратной функцией спектрального прибора.

В электрич. поле С. л. испытывает сдвиг и расщепление (см. Штарка эффект), магн. поле приводит к зеема-новскому расщеплению С. л. (см. Зеемана эффект). В электрич. поле интенсивной эл--магн. волны также возникают сдвиг и расщепление С. л.

В таблицах и атласах С. л. чаще всего указывают длины волн, приведённые к условиям наблюдения в вакууме

, а иногда - в воздухе при нормальных условиях

(

, где га - показатель преломления воздуха для длины волны

). Имеются систематич. таблицы С. л. атомов и ионов, а также атласы С. л. большого числа молекул.

Литература по спектральным линиям

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.