Cпектрофотометрия. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Cпектрофотометрия - совокупность методов фотометрирования потоков оптич. излучения от источников излучения или после его взаимодействия с образцами в зависимости от длины волны; объединяет разделы спектрометрии, фотометрии и метрологии. С. источников излучения наз. спектрорадиометрией; она занимается измерениями энергетич. характеристик излучения и излучателей (потока силы света, светимости, яркости, освещённости и т. п.). В узком смысле под С. понимают теорию и методологию измерений фотометрич. характеристик образца, безразмерных коэф., определяемых отношением потоков: X = Ф/Ф₀(где Ф₀ - поток, падающий на образец, Ф - поток, наблюдаемый после взаимодействия с образцом); в зависимости от направлений освещения и наблюдения величина X - коэф. пропускания, отражения или рассеяния. Специфич. случай С.- метод нарушенного полного внутреннего отражения.

Значения коэф. X зависят не только от свойств измеряемого образца - оптич. постоянных (преломления показателя п и главного показателя поглощения

), однородности, формы и состояния поверхности, но и от длины волны

и условий измерения [направлений освещения и наблюдения f, положения освещаемого участка на образце (х), поляризации, температуры]. Поэтому один и тот же образец может иметь разные значения X в разных условиях измерений.

В прецизионной С. твёрдых материалов и покрытий для правильной интерпретации результатов измерений в некогерентном излучении вводится представление о многомерной аппаратной функции измерений (АФИ)

. Ширина АФИ по координатам

, х соответствует спектральному

, угловому

и пространственному

интервалам, выделяемым в данной схеме измерений. Каждое измеренное значение X и его погрешность

рассматриваются как результат операции свёртки многомерных функций

в данных конкретных условиях, описываемых комбинацией параметров

(при известных поляризации и температуре) с соответствующими допусками по каждому из параметров. Функциональные зависимости X от параметров

х измеряются так: один из параметров сканируется, а два других фиксированы. Так получаются функции распределения - спектры

, индикатрисы

, топограммы Х(х). Эти распределения тем ближе к истинному, чем меньше ширины АФИ

, использованные при измерениях; уменьшение же ширины АФИ лимитируется энергетически, т. к. потоки излучения Ф и Ф₀ пропорц. геометрическому фактору Это приводит к альтернативному соотношению между случайными погрешностями из-за шумов и систематич. погрешностями из-за конечности ширин АФИ.

Теоретически для идеально однородного материала с топограммой Х(х) = const и при хорошо известных зависимостях его оптич. характеристик от длины волны

можно рассчитать

по Френеля формулам для поглощающих сред, но их применение ограничено несовершенством формы и структуры реальных образцов. Эксперим. топограммы хорошо отполированных пластинок (зеркал) свидетельствуют об остаточных неоднородностях ~ 10^-3-10^-2, причём их распределения заметно зависят от времени. Этот предел «идеальности» поверхности эталонов и стандартных образцов из оптич. материалов в конечном счёте ограничивает и точность спектрофотометрич. исследований твёрдых тел в целом.

В С. жидкостей модельное описание првцесса измерений значительно упрощается, т. к. обычно применяются унифициров. схемы измерений: во всех серийных спектрофотометрах почти параллельный пучок падает по нормали на типовую кювету с исследуемой жидкостью.

Литература по спектрофотометрии

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.