Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
СПЕКТРАЛЬНАЯ СЕРИЯ — группа спектральных линий в атомных спектрах, частоты к-рых подчиняются определ. закономерностям. Линии определённой С. с. в спеитрах испусиания возникают прн всех разрешённых квантовых переходах с разл. нач. верх, уровней энергии на один и тот же конечный ннж. уровень (в спектрах поглощении — прн обратных переходах). С. с. нанб. чётко проявляются в спектрах атомов н нонов с одним и двумя элеитронамн во внеш. оболочке (в спектрах водорода и водоро до подобных атомов, гелия и гелийподобных атомов, атомов щелочных металлов и т. д.).
Спеитры атома водорода и ионов с одним электроном состоят из С. с., лннин к-рых характеризуют волновые числа:
-г),
\ п п / й 1
где л0 и nt — п0 -J- !, «„+2, ...,оо — главные квантовые числа ннж не го н верхних уровней энергнн, между к-рыми происходит соответствующий квантовый переход, Z — епектроскопнч. символ (для нейтральных атомов Z — I), Rm = R/2nhc(i + ml M) = 109737,315714/(1 -j-+ mfM), т и M —— массы элеитрона и ядра атома соответственно, R — Ридберга постоянная. Дли атома водорода Rm = 109677,583436 см*1. В зависимости от щ для водородоподобных систем получаются различные С. с.: прн щ = 1 — серия Лаймана, прн л0 = 2 — серия Бальмера, л0= 3 — серия Пашена, п„ = 4 — серия Брэкета, л0 — 5 — серия Пфунда, при л0 = 6 —- серия Хамфрн. Линии этих серий имеют обозначения: для серни Лаймана (в порядке возрастания v) La, L9j Lr н т. д.; Бальмера — H1,, Hf, Hr и т. д. Расстояния между линиями С. с. с ростом H1 уменьшаются, н С. с. сходятся к границе серин (КВ-граннце, соответствующей U1 = со), за пределами и-рой находится непрерывный спектр. Серни Лаймана и Бальмера обособлены, остальные С. с. частично перекрываются. Границы первых трёх С. с. атома водорода — 912, 3648 и 8208 А.
Атомы щелочных элементов близки по строению к атому водорода, однако онн обладают более сложной энергетич. структурой. Дли ннх выделяют в осн. 4 С. с.: п0$ — лгр — главная серия, п0р — л ^ — резкая (илн первая побочная) серия, п0р — щй — диффузная (илн вторая побочная) серия, (л0 -J- i)d — nj — фундаментальная (или серия Бергмана); здесь п9 — гл. квантовое число осн. состояния, S-, р-, d- и /-состояния соответствуют I = 0, 1, 2, 3 [эти обозначения дали названия С. с.: s (sharp) — резкая, р (principal) — главная, d (diffuse) — диффузная, / (fundamental) — фундаментальная].
В рентг. спектроскопии С. с. обозначают буквами К, L, M и т. д. в соответствии с уровнем (слоем) ннж. состояния (я0 = 1, 2, 3 и т. д.) по мере его удаления от ядра атома (см. Рентгеновские спектры).
Лит.: Бете Г., Co лпитер Э., Квантовая механика атомов с одним н двумя электронами, пер. с англ., М., I960; Ельяшевич М. А., Атомная' и молекулярная спектроскопия, М., 1902; Фриш С. Э., Оптические спектры атомов, М.— JI., 1963. В. П. Шевелъко.
СПЕКТРАЛЬНАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ S(X) Приёмника оптического излучения — отношение изменения сигнала на выходе приёмника (илн фотометра) к потону илн энергнн монохроматич. излучения, вызвавшего это изменение. С. ч. есть ф-ция длины волны X илн др. спектральной характеристики оптич. излучения — частоты, волнового числа, энергии фотона. Ф-ция S(X) остаётся неизменной тольно в пределах линейного дннамич. диапазона приёмника илн фотометра. Прн эксперим. определении S(K) на вход приёмника подают оптич. излучение в достаточно узком спеитральном интервале dX, выделяемом к.-л. спектральным прибором.
Понятие С. ч. применяется также к нелинейным приёмникам оіггач. излучения н даже к биол. объектам, реакция к-рых на оптич. излучение не описывается количеств, мерой. В фотобиологии С. ч. обычно наз. спектром действия. Для нелинейных приёмников С. ч. 5(X) есть отношение реакции R(K) объекта к энер-гетнч. фотометрич. величине [напр., потоку излучения Ф(Х)], характеризующей воздействующее на объект квазимонохрокатич. оптнч. излучение. Возможны два способа определения С. ч.: 1) прн пост, значениях Ф(Х) применяемых квазнмонохроматнч. потоков излучения; 2) прн одинаковой реаицнн прнёминка на квазн-монохроматич. потоки излучения. Второй способ определения не требует количеств, оценки реакций, поэтому применим и к приёмникам, к-рыми устанавливают только одинаковое воздействие сравниваемых иваэимо-нохроматич. потоков оптич. излучения.
Понятие не зависящей от уровня облучения илн реакции относительной С. ч. S0(%) =
— S(K)lSMa(X) применимо к приёмникам, у к-рых реакция A(X) связана с Ф(Х) ф-циямн определ. вида: R(K) = <p(X)W(X)] — по первому способу; R(K) = = ^’[и(Х)Фп(Х)] — по второму. Здесь ф(Х) и у(Х) —относительные С. ч., Y н F — сложные ф-ции. He всякому аддитивному приёмнику можно приписывать относительную С. ч., однако приёмник может обладать этой характеристикой, не будучи аддитивным. Для линейных приёмников оба способа определения относительной С. ч. эквивалентны.
В фотобиологии понятие «спектр действия» считают тождественным понятию «С. ч.», определённому как при одинаковом заданном уровне реакции приёмника, так н при пост, значеннях квазимоко-хроматнч. пото«ов оптич. излучения. Ясно, что форма кривой спектра действия может существенно зависеть от указанных способов определения н изменяться при варьировании заданного уровня н условий наблюдения реаицнн. Спектр действия оптнч. излучения на зрнт. систему человека наз. спектральной световой эффективностью монохроматич. излучения.
