atominiai spektrai: alavo (a), cinko (b) spinduliavimo ir natrio garų sugerties (c) spektrai (cinko spektre pažymėti tripletai, natrio garų spektre matoma pagrindinė serija)

spèktras (lot. spectrum – vaizdas, vaizdinys), fizikinio dydžio (pvz., spinduliuotės, garso intensyvumo) skirstinys pagal kurį nors parametrą, pvz., pagal dažnį, bangos ilgį, masę, greitį, energiją. Optinis spektras yra optinės spinduliuotės intensyvumo dažninis skirstinys. Ištobulinus elektromagnetinių bangų teoriją suprasta, kad optinis spektras yra tik dalis elektromagnetinio spektro, kurį sudaro radijo bangos, infraraudonoji spinduliuotė, regimoji šviesa, ultravioletinė, rentgeno, gama spinduliuotės. Spinduliuojančio kūno elektromagnetinis spektras vadinamas emisijos (spinduliuotės) spektru. Elektromagnetinėmsa bangoms praėjus sugeriančią medžiagą gaunamas sugerties spektras. Linijinį spektrą sudaro pavienės linijos (būdingas atomams; atominiai spektrai).

Jei spektro linijos liečiasi viena su kita ir sudaro juostas, kurias skiria tarpai, spektras vadinamas juostiniu (būdingas molekulėms; molekuliniai spektrai). Ištisinis yra įkaitusio kūno skleidžiamos spinduliuotės spektras. Nagrinėjant skirtingų medžiagų spektrus nustatyta, kad jie būdingi tik toms medžiagoms. Šia savybe naudojamasi spektrinėje analizėje. Optinių linijinių spektrų prigimtį paaiškino N. Bohras: vykstant elektronų šuoliams valentiniuose atomo sluoksniuose išspinduliuojami arba sugeriami fotonai, kurių dažnį lemia šių sluoksnių energijų skirtumas. Dėl kvantuotos elektronų energijos iš atomų išspinduliuojami arba atomų sugeriami tik tam tikro dažnio fotonai, todėl atomų spektras yra linijinis. Valentinių sluoksnių energijos išspinduliuotų (sugertų) fotonų dažnis atitinka trumpesnę infraraudonąją spinduliuotę, regimąją šviesą arba ultravioletinę spinduliuotę. Didesnio dažnio fotonai, atitinkantys rentgeno spinduliuotę, spinduliuojami vykstant elektronų šuoliams vidiniuose atomo sluoksniuose. Kietųjų kūnų paviršių cheminei sudėčiai tirti naudojami Auger spektras. Auger elektronai spinduliuojami panašiai kaip būdingoji rentgeno spinduliuotė, tik šiuo atveju iš vidinių atomo sluoksnių išspinduliuojami ne fotonai (spindulinis šuolis), o elektronai (nespindulinis šuolis). Kadangi Auger elektronai spinduliuojami iš labai negiliai (apie 1 nm, 2–3 atominiai monosluoksniai), tai jie naudojami kietųjų kūnų paviršiui tirti. Molekulėse kvantuota yra ne tik elektronų energija, bet ir atomų virpėjimo ir molekulės sukimosi energijos. Panašiai kaip atomuose egzistuoja elektronų energijos lygmenys, taip ir molekulėse egzistuoja virpėjimo ir sukimosi energijos lygmenys. Vykstant šuoliams tarp šių lygmenų spinduliuojami fotonai, kurių dažnis atitinka infraraudonąją spinduliuotę ir mikrobangas, nes atstumai tarp virpėjimo ir sukimosi lygmenų gerokai mažesni negu tarp elektronų energijos lygmenų. Registruojant šiuos fotonus sudaromi virpėjimo ir sukimosi spektrai, kurie naudojami medžiagų molekulinei sudėčiai nagrinėti. Kristalų struktūrai nustatyti naudojami dalelių (elektronų, protonų, rentgeno fotonų) difrakcijos spektrai. Medžiagų analizėje naudojami išsklaidytosios šviesos spektrai. Švitinat molekules fotonais pasikeičia ne tik fotonų kryptis, bet ir jų dažnis, nes sužadinus virpėjimo šuolius fotonai atiduoda arba gauna dalį energijos. Tokia sklaida vadinama kombinacine, arba Ramano sklaida, o gautas spektras – Ramano spektru. Spektroskopijoje registruojami ne tik fotonų spektrai, bet ir kitų dalelių energijos skirstiniai. Švitinant medžiagas rentgeno spinduliuote išmušami elektronai (išorinis fotoefektas). Jų pasiskirstymas pagal energiją sudaro rentgeno fotoelektronų spektrą, plačiai naudojamą medžiagų analizėje. Masės spektrografu gaunamas masių spektras – jonų pasiskirstymas pagal savitąjį krūvį (dalelės elektrinio krūvio ir masės santykį). Atgalinės Rutherfordo sklaidos spektras registruojamas nuo smūgių su kietojo kūno atomais atsispindėjusių dalelių (protonų) skirstinys pagal energijas. Šių dalelių energija priklauso nuo atomo rūšies ir nuo to, kokiame gylyje smūgis įvyko. Todėl spektras rodo kietojo kūno elementinę (cheminę) sudėtį tam tikrame gylyje. Akustinis spektras – garso intensyvumo skirstinys pagal dažnį arba pagal bangos ilgį. Triukšmo spektras yra ištisinis (jame be galo daug skirtingo dažnio virpesių), muzikinių garsų – diskretusis (skirtingų dažnių virpesių skaičius baigtinis). Skirtingo spektro garsai suvokiami kaip skirtingų muzikinių garsų šaltinių tembrai.

Terminas pradėtas vartoti 1672, kai reikėjo apibūdinti baltos šviesos išsiskaidymą į vaivorykštės spalvas jai lūžtant stiklo prizmėje.

1333

Papildoma informacija
Turinys
Bendra informacija
Straipsnio informacija
Autorius (-iai)
Redaktorius (-iai)
Publikuota
Redaguota
Siūlykite savo nuotrauką