Спектър

Вижте пояснителната страница за други значения на Спектър.

Спе́ктър (на латински: spectrum – видение) или диапазòн във физиката означава разпределението на стойностите на дадена физична величина в изследван обект (сложен сигнал, многокомпонентна среда и др.) във функция от честотата, дължината на вълната или, по-рядко, друга физична величина (енергия или маса). Обикновено спектърът се обозначава с електромагнитния спектър – разпределението на интензитета на електромагнитното излъчване по честоти или дължини на вълните. Спектър и диапазон се използват в смисъл на обхват и в други области, като например в математика, биология и социални науки.

Измерителна единица на спектъра е размерността на обемната енергийна плътност или повърхностната плътност на мощността, разделена на размерността на аргумента: ако той е честота, тогава единицата е или , а ако е дължина на вълната, тя е или . Често се дава в относителни безразмерни единици.

В научна употреба терминът „спектър“ е въведен от Исак Нютон през 1671 – 1672 г., за да обозначи многоцветна лента, подобна на дъгата, която се получава, когато слънчевият лъч преминава през триъгълна стъклена призма.[1]

Спектрите могат да се класифицират според вида на физичната величина, характера на разпределението на нейните стойности или според физичните процеси, от които се получават.

Според вида на физичната величина

[редактиране | редактиране на кода]

Според разпределението на физичната величина

[редактиране | редактиране на кода]
Две представяния на оптичен спектър: горе – „естествено“ (видимо в спектроскоп), долу – като зависимост на интензивността от дължината на вълната. Показан е комбиниран спектър на слънчево излъчване.
  • Дискретни (линии),
  • Непрекъснати (плътни),
  • Комбинирани – наслагване на дискретни и непрекъснати спектри.

Примери за линейни спектри включват масспектри и спектри на свързани електронни преходи на атом; примери за непрекъснати спектри са спектърът на електромагнитното излъчване на нагрято твърдо тяло и спектърът на свободни електронни преходи на атом; примери за комбинирани спектри са емисионните спектри на звездите, където хромосферните абсорбционни линии или повечето звукови спектри се наслагват върху непрекъснатия спектър на фотосферата.

Според физичните процеси, създаващи спектъра

[редактиране | редактиране на кода]

По този начин, според вида на взаимодействието на лъчението с материята, спектрите се разделят на емисионни (спектри на излъчване), абсорбционни (спектри на поглъщане) и спектри на разсейване.

Оптичен линиен емисионен спектър на азот
  • Емисионен спектър – набор от честоти на електромагнитно излъчване, излъчвано от атом или молекула при преход към по-ниско енергийно ниво.
  • Спектър на поглъщане – набор от честоти на електромагнитно излъчване, поглъщано от атом или молекула при преход към по-високо енергийно ниво.
  • Спектър на разсейване – набор от честоти на електромагнитно излъчване, разсейвано от атом или молекула при облъчване.

Електромагнитният спектър е разделен на отделни видове в зависимост от честотата или дължината на вълната, например:

  • Видим спектър на светлината – частта от електромагнитния спектър, която може да се възприеме от човешкото око.
Спектър на видимата светлина
Форми на звукови сигнали (вляво) и съответните им спектри: a, b, c — дискретни спектри;
d — непрекъснат спектър.
  1. Исак Нютон, Чернова на „Теория относно светлината и цветовете“. През 1671 – 1672 г.