СПЕКТРОСКОПИ́Я

СПЕКТРОСКОПИ́Я (от лат. spectrum – пред­став­ле­ние, об­раз и ...ско­пия), раз­дел фи­зи­ки, по­свя­щён­ный ис­сле­до­ва­нию рас­пре­де­ле­ния ин­тен­сив­но­сти элек­тро­маг­нит­но­го из­лу­че­ния по дли­нам волн или час­то­там. Ме­то­да­ми С. иссле­ду­ют уров­ни энер­гии и струк­ту­ру ато­мов, мо­ле­кул и об­ра­зо­ван­ных из них мак­ро­ско­пич. сис­тем, изу­ча­ют кван­то­вые пе­ре­хо­ды ме­ж­ду уров­ня­ми энер­гии, взаи­мо­дей­ст­вия ато­мов и мо­ле­кул, а так­же мак­ро­ско­пич. ха­рак­те­ри­сти­ки объ­ек­тов – темп-ру, плот­ность, ско­рость мак­ро­ско­пич. дви­же­ния и др. Важ­ней­шие об­лас­ти при­ме­не­ния С. – спек­траль­ный ана­лиз, ас­т­ро­фи­зи­ка, ис­сле­до­ва­ние свойств га­зов, плаз­мы, жид­ко­стей и твёр­дых тел.

На­ча­ло экс­пе­рим. С. по­ло­же­но И. Нью­то­ном, ко­то­рый в 1666 с по­мо­щью стек­лян­ной приз­мы раз­ло­жил сол­неч­ный свет на ком­по­нен­ты разл. цве­та. Ин­тер­пре­та­ция спек­траль­ных цве­то­вых ком­по­нент как волн с разл. дли­ной вол­ны да­на в 1801 Т. Юн­гом. Ви­зу­аль­ное на­блю­де­ние спек­тров при по­мо­щи пер­вых спек­траль­ных при­бо­ров по­зво­ли­ло в 1802 об­на­ру­жить ли­нии по­гло­ще­ния в не­пре­рыв­ном спек­тре звёзд (фра­ун­го­фе­ро­вы ли­нии) и от­крыть хи­мич. эле­мент ге­лий (1868). Сис­те­ма­тич. изу­че­ние спек­тров на­ча­лось во 2-й пол. 19 в. В 1859 Г. Р. Кирх­гоф сфор­му­ли­ро­вал прин­ци­пы спек­траль­но­го ана­ли­за. Н. Бор в 1913 объ­яс­нил за­ко­но­мер­но­сти в рас­по­ло­же­нии спек­траль­ных ли­ний. Изу­че­ние спек­тров ато­мов по­слу­жи­ло ос­но­вой соз­да­ния кван­то­вой ме­ха­ни­ки.

По ти­пам спек­тров раз­ли­ча­ют эмис­си­он­ную С., ис­сле­дую­щую спек­тры ис­пус­ка­ния, и аб­сорб­ци­он­ную С., изу­чаю­щую спек­тры по­гло­ще­ния. По ти­пу ис­сле­дуе­мых объ­ек­тов С. де­лит­ся на атом­ную (см. Атом­ные спек­тры) и мо­ле­ку­ляр­ную (см. Мо­ле­ку­ляр­ные спек­тры), С. плаз­мы и С. ве­ще­ст­ва в кон­ден­си­ров. со­стоя­нии, в ча­ст­но­сти спек­тро­ско­пию кри­стал­лов. В 1970–80-х гг. воз­ник­ла С. по­верх­но­сти, за­ни­маю­щая­ся спек­траль­ны­ми ис­сле­до­ва­ния­ми по­верх­но­стей и тон­ких плё­нок.

По диа­па­зо­нам длин волн (или час­тот) вы­де­ля­ют: ра­дио­спек­тро­ско­пию, мик­ро­вол­но­вую спек­тро­ско­пию, суб­мил­ли­мет­ро­вую спек­тро­ско­пию, оп­ти­че­скую спек­тро­ско­пию (в т. ч. ин­фра­крас­ную спек­тро­ско­пию, ульт­ра­фио­ле­то­вую спек­тро­ско­пию, рент­ге­нов­скую спек­тро­ско­пию) и гам­ма-спек­тро­ско­пию. По ха­рак­те­ру взаи­мо­дей­ст­вия из­лу­че­ния с ве­ще­ст­вом С. под­раз­де­ля­ют на ли­ней­ную (обыч­ную) и не­ли­ней­ную спек­тро­ско­пию, ко­то­рая воз­ник­ла бла­го­да­ря при­ме­не­нию ла­зе­ров для воз­бу­ж­де­ния спек­тров. С. раз­де­ля­ют так­же по ме­то­дам воз­бу­ж­де­ния и на­блю­де­ния спек­тров. Ши­ро­кое при­ме­не­ние по­лу­чи­ли аку­сто­оп­тич. С., ко­ге­рент­ная С., С. на­сы­ще­ния, С. ге­те­ро­ди­ни­ро­ва­ния, мо­ду­ля­ци­он­ная С., мно­го­фо­тон­ная С., фем­то- и пи­ко­се­кунд­ная спект­ро­ско­пия, С. фо­нон­но­го эха, С. кван­то­вых бие­ний и др. ме­то­ды ла­зер­ной спек­тро­ско­пии. Су­ще­ст­вен­ное раз­ви­тие по­лу­чи­ла фу­рье-спек­тро­ско­пия с ис­поль­зо­ва­ни­ем фу­рье-спек­тро­мет­ров вы­со­ко­го раз­ре­ше­ния.

Экс­пе­рим. ис­сле­до­ва­ние спек­тров про­во­дят с по­мо­щью спек­траль­ных при­бо­ров – мо­но­хро­ма­то­ров, спек­тро­мет­ров, спек­тро­гра­фов, спек­тро­фо­то­мет­ров, спек­троа­на­ли­за­то­ров и др.

К С. в ши­ро­ком смыс­ле от­но­сят так­же ядер­ную спек­тро­ско­пию, а так­же спек­тро­ско­пию ней­тро­нов, ней­три­но и др. Рас­пре­де­ле­ние атом­ных час­тиц по мас­сам и энер­ги­ям изу­ча­ет масс-спек­тро­ско­пия, ин­тен­сив­но­сти зву­ка по его час­то­те – аку­сти­че­ская спек­тро­ско­пия, элек­тро­нов по энер­ги­ям – элек­трон­ная спек­тро­ско­пия.