Спектр

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці

Спектр (лац.: spectrum «відзеж») у фізіцы — размеркаванне значэнняў фізічнай велічыні (звычайна энергіі, частаты або масы). Графічнае ўяўленне такога размеркавання завецца спектральнай дыяграмай. Звычайна пад спектрам маецца на ўвазе электрамагнітны спектр — спектр частот (або тое ж самае, што энергій квантаў) электрамагнітнага выпраменьвання.

У навуковы ўжытак тэрмін спектр увёў Ньютан у 1671—1672 гадах для абазначэння шматколернай паласы, падобнай на вясёлку, якая атрымліваецца пры праходжанні сонечнага прамяня праз трохвугольную шкляную прызму.[1]

Тыпы спектраў[правіць | правіць зыходнік]

Два ўяўленні аптычнага спектру: зверху «натуральнае» (бачнае ў спектраскопе), знізу — як залежнасць інтэнсіўнасці ад даўжыні хвалі. Паказаны камбінаваны спектр выпраменьвання Сонца. Адзначаны лініі паглынання бальмераўскай серыі вадароду.

Па характары размеркавання значэнняў фізічнай велічыні спектры могуць быць дыскрэтнымі (лінейчатага), бесперапыннымі (суцэльнымі), а таксама прадстаўляць камбінацыю (накладанне) дыскрэтных і бесперапынных спектраў.

Прыкладамі лінейчатых спектраў могуць служыць мас-спектры і спектры звязана-звязаных электронных пераходаў атам а; прыкладамі беспрерыўных спектраў - спектр электрамагнітнага выпраменьвання нагрэтага цвёрдага цела і спектр свабодна-свабодных электронных пераходаў атама; прыкладамі камбінаваных спектраў - спектры выпраменьвання зорак, дзе на суцэльны спектр Фотасфера накладваюцца хромосферные лініі паглынання ці большасць гук овых спектраў.


Іншым крытэрыем тыпізацыі спектраў служаць фізічныя працэсы, якія ляжаць у аснове іх атрымання. Так, па тыпу ўзаемадзеяння выпраменьвання з матэрыяй, спектры дзеляцца на эмісійныя (спектры выпраменьвання), абсарбцыйныя ( спектры паглынання) і спектры рассейвання.


Спектры адвольных сігналаў: частотнае і часовае прадстаўлення[правіць | правіць зыходнік]

У 1822 годзе Фур'е, які займаўся тэорыяй распаўсюджвання цяпла ў цвёрдым целе, апублікаваў працу «Аналітычная тэорыя цяпла», якая згуляла значную ролю ў наступнай гісторыі матэматыкі. У гэтай працы ён апісаў метад падзелу зменных (пераўтварэнне Фур'е), заснаваны на паданні функцый трыганаметрычнымі радамі ( шэрагі Фур'е). Фур'е таксама зрабіў спробу давесці магчымасць раскладання ў трыганаметрычныя шэраг любой адвольнай функцыі, і, хоць яго спроба апынулася няўдала, яна, фактычна, стала асновай сучаснай лічбавай апрацоўкі сігналаў.

Аптычныя спектры, напрыклад, ньютоновской, колькасна апісваюцца функцыяй залежнасці інтэнсіўнасці выпраменьвання ад яго даўжыні хвалі або, што эквівалентна, ад частоты , то ёсць функцыя зададзена на частотнай вобласці. Частотнае разлажэнне ў гэтым выпадку выконваецца аналізатарам спектраскопа - прызмай або дыфракцыйнай кратамі.

У выпадку акустыкі або аналагавых электрычных сігналаў сітуацыя іншая: вынікам вымярэння з'яўляецца функцыя залежнасці інтэнсіўнасці ад часу , то ёсць гэтая функцыя зададзена на часовай вобласці . Але, як вядома, гукавы сігнал з'яўляецца суперпазіцыі гук овых ваганняў розных частот, гэта значыць такой сігнал можна ўявіць і ў выглядзе «класічнага» спектру, апісванага .

Менавіта пераўтварэнне Фур'е адназначна вызначае адпаведнасць паміж і і ляжыць у аснове Фур'е-спектраскапіі.

Гл. таксама[правіць | правіць зыходнік]

Зноскі

  1. Isaac Newton. Draft of «A Theory Concerning Light and Colors». Канец 1671 — пачатак 1672 гадоў

Літаратура[правіць | правіць зыходнік]

  • Вавілаў С. І. Прынцыпы і гіпотэзы оптыкі Ньютана. Сход сочинений.том 3.издательство: АН СССР.год 1956.
  • Gustav Kirchhoff, Robert Bunsen. Chemical Analysis by Observation of Spectra / Engl. translation from Annalen der Physik und der Chemie (Poggendorff), Vol. 110 (1860).

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]