| 8406202 9216 1210 912 1алёкой-инфракрасной до дальней ультрафиолетовой областей.
В С. к. исследуются спектры поглощения, отражения, люминесценции и рассеяния (см. Спектры кристаллов) а также влияние на них различных внеш. воздействий: электрич. поля (Штарка эффект), магнитного поля (Зеемана эффект), всестороннего сжатия кристалла и направленных деформаций (п ь е з оспектроскопический эффект). Исследуется также зависимость спектра кристалла от темп-ры (изменение структуры, сдвиги и уширения полос, изменения интенсивности) и поляризации света. После поглощения света в кристалле развиваются процессы релаксации и передачи энергии возбуждения. Для их исследования важны временные измерения спектральных характеристик, позволяющие найти времена жизни определённых состояний, времена релаксации и т. д. Если во взаимодействии с излучением принимает участие неск. частиц,, взаимодействующих также между собой, то возникают кооперативные явления.
С. к. изучает влияние дефектов в кристаллах (как существующих в реальном кристалле, так и намеренно создаваемых для придания кристаллу определённых свойств, напр, введением примесей) на их спектры. Спектры тонких кристаллич. плёнок и кристаллов малых размеров могут обладать особенностями (влияние поверхности). Наряду с о д н о фотонными процессами при возбуждении кристалла лазерным излучением можно наблюдать также многофотонные процессы, при к-рых в одном акте рождается или исчезает неск. фотонов. Изучаются также различные нелинейные эффекты в кристаллах.
С. к. позволяет получить информацию о системе энергетич. уровней кристалла, о механизмах взаимодействия света с веществом, о переносе и преобразовании энергии, поглощенной в кристалле, и ее изменениях (фазовые переходы), о фото химических реакциях и фотопроводимости С к. позволяет также получить данные о структуре кристаллич решетки, о строении и ориентации различных дефектов и примесных центров в кристаллах и т. д На данных С к. основаны применения кристаллов в квантовой электронике, в качестве люминофоров, сцинтилляторов, преобразователей свето вой энергии, оптич материалов, ячеек для записи информации Методы С к используются в спектральном анализе
Лит Феофилов П П, Поляризо ванная люминесценция атомов, молекул и кристаллов, M , 1959, Филипс Д ж , On тические спектры твердых тел в области соб ственного поглощения, пер с англ , [M ], 1968, Ребане К К, Элементарная теория колебательной структуры спектров примесных центров кристалла, M , 1968, Кап лянский А А.БроудеВ Л, Спектроскопия кристаллов, в KH Физический энциклопедический словарь, т 5, M , 1966, Кардона M, Модуляционная спектроскопия, пер с англ , M , 1972, Б а л ь х а у-з е н К , Введение в теорию поля лигандов, пер с англ M , 1964, Пуле А , Maт ь е Ж - П , Колебательные спектры и симметрия кристаллов, пер с франц , M , 1973 H H Кристофелъ
СПЕКТРОСКОПИЯ ЛАЗЕРНАЯ, раздел оптич спектроскопии, методы к-рой основаны на использовании лазерного излучения. Применение монохроматич излучения лазеров позвотяет стимулировать квантовые переводы между вполне определенными уровнями энергии атомов и молек>л (в спектроскопии, исполь зующей нелазсрные источники света, изучают спектры, возникающие в результате переходов между громадным числом квантовых состоянии атомов и молекул)
Первые серьезные лазерные эксперименты в спектроскопии были осущест влены после создания достаточно мощ ных лазеров видимого диапазона, излуче ние к рых имеет фиксированную частоту Они были использованы для возбуждения спектров ко чбинационного рассеяния света Принципиально новые возможности С л открылись с появлением лазеров с перестраиваемой частотой С л. позволила решить или приступить к решению важных задач, перед к рыми спектроскопия обычных источников света практически бессильна
Высокая монохроматичность излучения лазеров с перестраиваемой частотой дает возможность измерять истинную форму спектральные линий вещества, не искаженную аппаратной функцией спектрального прибора. Это особенно существенно для спектроскопии газов в инфракрасной области, где разрешение лучших пром приборов обычного типа составляет
0,1 см 1, что в 100 раз превышает ширину узких спектральных линий (см. Ширина спектральных линий)
Временная и пространственная когерентность лазерного излучения, лежащая в основе методов нелинейной С. л , позволяет изучать структуру спектральных линий, скрытую обычно доплеровским уширением, вызываемым тепловым движением частиц в газе
Благодаря высокой монохроматичности и когерентности излучение лазера переводит значит, число частиц из основного состояния в возбужденное Это повышает чувствительность регистрации атомов и молекул - в 1 см3 вещества удается регистрировать включения, состоящие из 102 атомов или 10'° молекул Разрабатываются методы регистрации отдельных атомов и молекул
Короткие и ультракороткие лазерные импульсы дают возможность исследовать быстропротекающие (~ 10-6 - 10-12сек) процессы возбуждения, девозбуждения и передачи возбуждения в веществе С помощью импульсов направленного лазерного излучения можно исследовать спектры рассеяния и флуоресценции ато мов и молекул в атмосфере на значительном расстоянии (~ 100 км) и получать информацию о ее составе, а также осуществлять контроль загрязнения окружающей среды.
Фокусируя лазерное излучение, можно исследовать состав малых количеств вещества (имеющих размеры порядка длины волны). Это успешно применяется в локальном эмиссионном спектральном анализе
Приборы, применяемые в С. л , принципиально отличаются от обычных спектральных приборов. В приборах, использующих лазеры с перестраиваемой частотой, отпадает необходимость в разложении излучения в спектр с помощью диспергирующих элементов (призм, дифракционных решеток), являющихся основной частью обычных спектральных приборов. Иногда в С. л. применяют приборы, в которых излучение разлагается в спектр с помощью нелинейных кристаллов (см. рис. 4 в CT Нелинейная оптика)
Лит Летохов В С, Чеботае в В П , Принципы нелинейной лазерной спектроскопии, M , 1975, M е н к е Г , M е н к е Л , Введение в лазерный эмиссн онный микроспектральный анализ, пер с нем , M , 1968 Летохов В С, Проблемы лазерной спектроскопии, "Успехи физических наук", 1976, т 118 в 2
В С Летохов
СПЕКТРОФОТОМЕТР (от спектр и фотометр), спектральный прибор, к рый осуществляет фотометрирование - сравнение измеряемого потока с эталонным (референтным) для непрерывного или дискретного ряда длин волн излучения. С обеспечивает отсчет или автоматическую регистрацию результатов сравнения в соответствующей двумерной шкале абсцисса - длина волны, ордината - результат фотометрирования на этой длине волны. С. также наз. аналитич. приборы, к-рые не измеряют спектров, а определяют концентрации элементов в пробе по линиям абсорбции (или эмиссии) атомов в пламени (атомно абсорбционные или пламенные С ) или определяют концентрации компонент в смесях веществ по характеристич полосам поглощения (напр , двуволновые инфракрасные С или С -анализаторы) Оси типы С. описаны в ст. Спектральные приборы.
СПЕКТРОФОТОМЕТРИЯ, область измерит техники, объединяющая спектрометрию, фотометрию и метрологию и занимающаяся разработкой системы методов и приборов для количеств измерений спектральных коэффициентов поглощения, отражения, излучения, спектральной яркости как характеристик сред, покрытий, поверхностей, излучателей (см. также Спектральные приборы)
"СПЕКТР - СВЕТИМОСТЬ" ДИАГРАММА, то же, что Герцшпрунга- Ресселла диаграмма.
СПЕКТРЫ ИСПУСКАНИЯ, спектры оптические, испускаемые источниками светя..
СПЕКТРЫ КРИСТАЛЛОВ (оптические) по структуре разнообразны Наряду с узкими линиями они содержат широкие полосы (отношение частоты [$\nu$] к скорости света с от долей до неск тыс см-1) и сплошные области спектра, простирающиеся на десятки тыс см-1 (см. Спектры оптические) В инфракрасной области спектров поглощения наблюдаются полосы, связанные с квантовыми переходами между энергетическими уровнями, обусловленными колебательными движениями частиц кристалла, к рым сопутствуют изменения электрич дипольного момента: поглощается фотон и рождается квант колебаний кристаллической решётки - фонон Процессы, сопровождающиеся рождением нескольких фононов, "размывают" и усложняют наблюдаемый спектр. В реальном кристалле обычно есть дефекты структуры (см Дефекты в кристал лах), вблизи них могут возникать локальные колебания, напр, внутр. колебания примесной молекулы. При этом в спектре появляются дополнительные линии с возможными "спутниками", обусловленными связью локального колебания с решеточ ными. В полупроводниках нек рые примеси образуют центры, в к рых электроны движутся на водородоподобных орбитах. Они дают спектр поглощения в инфракрасной области, состоящий из серии линий, заканчивающихся непрерывной полосой поглощения (ионизация примеси). Поглощение света электронами проводимости и дырками в полупроводниках и металлах начинается также в инфракрас ной области (см. Металлооптика) В спектрах магнитоупорядоченных кристаллов аналогично фононам проявтяют себя магноны (см Спиновые волны) |
