Многоканальные С. п. с селективной модуляцией 2 страница

Af = инт. ^b _a K(x, y)f(y)dy,

где K(x, у) - заданная на квадрате а< =х, у < = bнепрерывная функция двух переменных, удовлетворяющая условию симметрии K(x, у) = К(у, х) В этих случаях оператор А всегда имеет полную систему попарно ортогональных собственных функций [ris] _k, к рым отвечает счет ная последовательность действительных собственных значений [ris] _k, составляющих в своей совокупности спектр оператора А Если рассматривать функции, на к-рые действует оператор А, как векторы гильбертова пространства, то действие А будет, как и в случае конечномерного самосопряженного преобразования, сводиться к растяжению пространства вдоль системы взаимно ортогональных осей [ris] _k с коэффициентами растяжения [ris] _k (при [ris] _k < О такое растяжение имеет смысл растяжения с коэффициентом | [ris] _k|, объединенного с зеркальным отражением), а сам оператор А здесь снова будет иметь спектральное разложение вида
[ris]

где E_k - операторы проектирования на направления [ris] _k

С а, развитый первоначально для интегральных операторов с симметричным ядром K(x, у), определенным и непрерывным в нек рой ограниченной области, был затем в рамках общей теории операторов распространен на многие другие типы линейных операторов (напр, на интегральные операторы с ядром, имеющим особенность или заданным в неогранич области, дифференциальные операторы в пространствах функций одного или неск переменных и т д), а также на абстрактно заданные линейные операторы в бесконечномерных линейных пространствах Оказалось, однако, что такое распространение связано с существенным усложнением С. а, так как для многих линейных операторов собственные значения и собственные функции, понимаемые в обычном смысле, вообще не существуют Поэтому в общем случае спектр приходится определять не как со вокупность собственных значений оператора Л, а как совокупность тех значений [ris], для к-рых оператор (A - [ris] E)^-1, где E - тождественный (единичный) оператор, не существует, или определен лишь на неплотном множестве, или является неограниченным оператором Все собственные значения оператора принадлежат его спектру и в совокупности образуют его дискретный спектр, остальную часть спектра часто называют непрерывным спектром оператора [иногда же непрерывным спектром называют лишь совокупность тех [ris], при к рых оператор (A - [ris] E)-' определен на плотном множестве элементов пространства, но неограничен, а все точки спектра, не входящие ни в дискретный, ни в непрерывный спектр, называют остаточным спектром]

Наиболее разработан С. а самосопряженных линейных операторов в гильбертовом пространстве (обобщающих симметрические матрицы) и унитарных линейных операторов в том же пространстве (обобщающих унитарные матрицы) Caмосопряженный оператор А в гильбертовом пространстве всегда имеет чисто действительный спектр (дискретный, непрерывный или смешанный) и допускает спектральное разложение вида

А=инт от - беск до +беск. [ris] dE([ris]), (*)

где E([ris]) - т н разложение единицы (отвечающее оператору А), т е. семейство проекционные операторов, удовлетворяющее специальным условиям Точками спектра в данном случае являются точки роста операторной функции E([ris]); в случае чисто дискретного спектра все они являются скачками E([ris]), так что здесь
[ris]

и спектральное разложение (*) сводится к разложению
[ris]

Унитарный оператор в гильбертовом пространстве имеет спектр, расположенный на окружности | [ris] | = 1, и допускает спектральное разюжение родственного (*) вида, но с заменой интегрирования от -беск. до +беск. интегрированием по этой окружности Изучен также специальный класс нормальных операторов в гильбертовом пространстве, представимых в аналогичном представлению (*) виде, но где уже интегрирование в правой части распространено на более общее множество точек [ris] комплексной плоскости, представляющее собой спектр А Что касается С а несамосопряженных и не являющихся нормальными линейных операторов, обобщающих произвольные несимметрические матрицы, то ему были посвящены многочисленные работы Дж Биркгофа (США), T Карлемана (Швеция), M В Келдыша, M Г Крейна (СССР), Б Секефальви Надя (Венгрия), H Данфорда (США) и многих др ученых, но тем не менее соответствующая теория еще далека от полной завершенности

С а линейных операторов имеет целый ряд важных применений в классической механике (особенно теории колебаний), электродинамике, квантовой механике, теории случайных процессов, дифференциальных и интегральных уравнений и др. областях математики и матем физики

Лит Курант P, Гильберт Д, Методы математической физики пер с нем, 3 изд, т 1, M - Л, 1951, АхпезерН И, Глазман И M, Теория линейных операторов в гичьбертовом пространстве, 2 пзд, M, 1966. ПлеснерА И, Спектральная теория линейных операторов, M, 1965, Рисе Ф, Секефальви -Надь Б, Лекции по функциональному анализу, пер. с франц, M, 1954, Секефальви-Надь Б.ФояшЧ, Гармонический анализ операторов в гильбертовом пространстве, пер с франц, M, 1970, Данфорд H, Шварц Дж T, Линейные операторы, пер с анп, ч 2 - 3, M, 1966 - 74 Келдыш M В, Л П деки и В Б, Вопросы спектральной теории несамосопряженных операторов, в KH Tp 4 го Всесоюзного математического съезда, т 1, Л, 1963, с 101 - 20.

СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ функции, обобщение гармонич анализа, то же самое, что и спектральное разложение функции

СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЗВУКОВ РЕЧИ, метод установления акустич структуры звуков речи, представляющих собой сложный, непрерывно изменяющийся во времени акустич сигнал, образующийся рядом частотных составляющих с различной интенсивностью (см. Спектр звука). При С. а. з. р. используются автоматически действующие электроакустич. приборы - спектрометры или спектрографы. Звук, введённый в прибор, напр, через микрофон, проходя через электроакустич. фильтры (каналы), каждый из к-рых имеет определённую полосу пропускания, разлагается на соответствующие частотные составляющие, к-рые можно наблюдать на экране или фотографировать. Динамич. спектрографы позволяют анализировать текущую речь; полученные спектрограммы отражают непрерывность перехода от одного звука к другому.

СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕНТГЕНОВСКИЙ, элементный анализ вещественного состава материалов по их рентгеновским спектрам. Качеств. С. а. р. выполняют по спектральному положению характеристических линий в спектре испускания исследуемого образца, его основой является Мозли закон; количеств. С. а. р. осуществляют по интенсивностям этих линий. Методами С. а. р. могут быть определены все элементы с атомным номером Z > 12 (в нек-рых случаях - и более лёгкие). Порог чувствительности С. а. р. в большинстве случаев ~ 10-²- 10-⁴ %, продолжительность его (вместе с подготовкой пробы) неск. мин. С. а. р. не разрушает пробу.

Наиболее распространённый вид

С. а. р.- анализ валового состава материалов по их флуоресцентному рентгеновскому излучению. Выполняется он по относит, интенсивности линий, к-рая измеряется с высокой точностью спектральной аппаратурой рентгеновской. Относит, точность количеств. С. а. р. колеблется от 0, 3 до 10% в зависимости от состава пробы; на интенсивность аналитич. линии каждого элемента влияют все остальные элементы пробы. Поэтому одной и той же измеренной интенсивности I₁ аналитич. линии i могут соответствовать различные концентрации C₁, C₂, C₃,... определяемого элемента (см. рис.) в зависимости от наполнителя - состава пробы за исключением определяемого элемента. Вследствие этого т. н. вырождения интенсивности по концентрации С. а. р. возможен лишь на основе общей теории зависимости I₁ от концентраций всех [ris] компонентов пробы - системы [ris] уравнений связи.

Графики зависимости интенсивности / [ris] аналитич. линии i от концентрации С определяемого элемента (аналитические графики) для случаев, когда поглощение наполнителя меньше (1), равно (2) или больше (3) поглощения определяемого элемента. I[ris] - интенсивность фона.

На основе общей теории анализа разработано неск. частных методов. При отсутствии в пробе мешающих элементов можно применять простейший из них - метод внешнего стандарта: измерив интенсивность аналитич. линии пробы, по аналитич. графику образца известного состава (стандарта) находят концентрацию исследуемого элемента. Для многокомпонентных проб иногда применяют метод внутреннего стандарта, в к-ром ординатой аналитич. графика служит отношение интенсивностей линий определяемого элемента и внутреннего стандарта - добавленного в пробу в известном количестве элемента, соседнего (в периодич. системе элементов) с определяемым. Во MH. случаях успешно применяют метод добавок в пробу в известном количестве определяемого элемента или наполнителя. По изменению интенсивности аналитич. линии можно найти первоначальную концентрацию определяемого элемента.

В пром-сти применяют метод стандарта-фона, в к-ром ординатой аналитич. графика является отношение интенсивности аналитич. линии флуоресцентного излучения образца и близкой к ней линии первичного рентгеновского излучения, рассеянного пробой. Это отношение во MH. случаях мало зависит от состава наполнителя. Для анализа сложных многокомпонентных проб полную систему уравнений связи расшифровывают на ЭВМ по методу последовательных (обычно трёх-четырёх) приближений.

С. а. р. валового состава нашёл применение на обогатит, фабриках цветной металлургии - для контрольных целей и для экспрессного анализа; на металлургич. заводах - для определения потерь металла в шлаках, маркировки сплавов сложного состава, контроля состава латуней в процессе плавки и т. д.; на цементных заводах - для контроля состава цементно-сырьевых смесей. Валовый С. а. р. применяется также для силикатного анализа.

Рентгеновский микроанализ (локальный анализ) участков пробы ~ 1 - 3 мкм¹ (т. е. меньше размеров зерна сплава) выполняют с помощью электронно-зондового микроанализатора по рентгеновскому спектру исследуемого участка. Он требует точного введения поправок на атомный номер определяемого элемента, поглощение его излучения в пробе и его флуоресценцию, возбуждаемую тормозной компонентой излучения и характеристич. излучением др. элементов пробы.

Микроанализ применяют при исследовании взаимной диффузии двух- и трёх-компонентных систем; процессов кристаллизации (по дендритной ликвации, сегрегации примесных атомов на дислокациях осн. компонента, концентрации нек-рых фаз на границе зёрен); локальных флуктуации состава плохо гомогенизированных сплавов и пр.

Лит.: Б л о х и н M. А., Методы рентгеноспектральных исследований, M., 1959; Б л oх и н M. А., Ильин H. П., Рентгеноспект-ральный анализ, " Журнал аналитической химии", 1967, т. 22, в. 11; Лосев H. Ф., Количественный рентгеноспектральный флуоресцентный анализ, M., 1969; Плотников P. И., Пшеничный Г. А., Флюо-ресцентный рентгенорадиометрический анализ, M., 1973; Бирке Л. С., Рентгеновский микроанализ с помощью электронного зонда, пер. с англ., M., 1966; Физические основы рентгеноспектрального локального анализа, пер. с англ., M., 1973; Электронно-зондовый микроанализ, пер. с англ., M., 1974.

M. А. Блохин.

СПЕКТРОГЕЛИОГРАФ (от спектр и гелиограф), спектральный астрономич. прибор для фотографирования солнечного диска в монохроматич. свете. Оптич. схема С. тождественна схеме спектрогелиоскопа, у к-рого позади второй, выходной щели, к-рая выделяет нужную спектральную линию в солнечном спектре (или узкий участок непрерывного спектра), помещается фотографич. пластинка. Обеим щелям С. придаётся согласованное перемещение, так что различным участкам солнечного диска, последовательно проектирующимся на первую щель, соответствуют различные участки фотографич. пластинки. Снимок, получаемый с помощью С. (спектрогелиограмма), позволяет видеть различные образования на солнечном диске или за краем его, излучающие или поглощающие свет в данной спектральной линии, к-рые не видны вследствие наложения излучений в других длинах волн на непосредственных (в полном свете) снимках Солнца. Преимуществом С. перед интерференционно-поляризационными фильтрами, также позволяющими получить монохроматич. изображения Солнца, является возможность выбирать в широких пределах спектральные линии для наблюдений, а также степень монохроматизации, определяемую шириной выходной щели. Для получения спектрогелиограмм большей частью используются спектральные линии H и К ионизованного кальция, а также линия H_x водорода. Спектрогелнограммы, полученные в любой длине волны непрерывного спектра, показывают все детали, видимые на непосредственных снимках Солнца (грануляция, пятна И пр.). Первые конструкции С. были разработаны, а затем и осуществлены в 90-х гг. 19 в. А. Деландроч (Франция), Дж. Э. Хейлом (США) и Дж. Эвершедом (Индия), хотя идея сооружения такого прибора высказывалась уже несколько ранее. Впервые спектрогелиограммы протуберанцев были получены в 1891, а всего солнечного диска - з 1892. В 1908 появились фотографич. пластинки, чувствительные к красным лучам, и были получены первые спектрогелиограммы в лучах На. В качестве диспергирующей системы в С., подобно спектрографам, употребляются как призмы, так и дифракционные решётки, а иногда комбинации тех и других. На нек-рых телескопах устанавливаются двойные С., позволяющие получать одновременно два изображения Солнца в разных спектральных линиях. С развитием космич. исследований на ракетах и искусственных спутниках Земли устанавливаются С. для получения спектрогелиограмм в ультрафиолетовых и рентгеновских лучах.

СПЕКТРОГЕЛИОСКОП (от спектр а гелиоскоп), спектральный астрономич. прибор, служащий для визуальных наблюдений Солнца в монохроматич. свете. С. представляет собой спектроскоп-моно-хроматор, на плоскость входной щели к-poro проектируется с помощью длиннофокусного объектива или зеркала изображение Солнца, а выходная щель выделяет из солнечного спектра нек-рую спектральную линию (обычно красную водородную линию На). В монохроматич. свете выделенной спектральной линии наблюдатель видит ту часть изображения Солнца, к-рая вырезается входной щелью С. Обычно обеим щелям придаётся синхронное колебательное движение, причём настолько быстрое, что в глазу наблюдателя не успевает исчезать зрительное впечатление от последовательных положений щели. В результате наблюдатель видит участок солнечного диска, на к-ром выделяются солнечные образования, излучающие или поглощающие в данной спектральной линии - волокна, тёмные и светлые флоккулы и т. п., или образования за краем диска - протуберанцы, хромосфера (см. Солнце). Первые опыты конструирования С. были предприняты в 1891 А. Деландром и Дж. Э. Хейлом.

СПЕКТРОГРАФ (от спектр и ...граф), спектральный прибор, в к-ром приемник излучения регистрирует практически одновременно весь спектр, развернутый в фокальной плоскости оптич. системы. В качестве приемников излучения в С. служат фотографич. материалы, многоэчементные фотоприемники или электроннооптические преобразователи. Если регистрирующее устройство приспособлено для исследования быстро меняющихся во времени спектров, то в зависимости от конструкции С паз. киноспектрографом, спектрохронографом, хроноспектрографом.

СПЕКТРОЗОНАЛЬНАЯ АЭРОФОТОСЪЁМКА, фотографирование местности с воздуха одновременно в нескольких зонах спектра электромагнитных волн. С. а. эффективнее аэрофотосъемки в одной отдельно взятой спектральной зоне, поскольку отражательная способность наземных природных и искусственных образований изменяется в зависимости от длины волны, причем эта закономерность проявляется в качественном и количественном отношении по-разному для различных объектов. В силу этого часть последних может быть зафиксирована на аэроснимке с требующимся утрированным контрастом при фотографировании в одном диапазоне световых лучей, часть - в другом и т. д. (см Спектрозональиая фотография) Соответственно для выбора при съемке наиболее подходящих для данного случая зон спектра необходимо знать коэффициенты спектральной яркости интересующих объектов снимаемой территории (при тех или иных ее сезонных аспектах и атмосферно-оптич. условиях)

Основной вид С. а.- цветная спектро-зональная съемка (см. Цветная аэрофотосъемка) - разработан во время 2-й мировой войны 1939-45 для распознавания по аэроснимкам замаскированных предметов, а затем получил широкое применение для хоз. и науч. целей. В настоящее время цветную С. а. производят обычным аэрофотоаппаратом (с желтым или красным светофильтром) на аэропленке, имеющей на единой подложке два или больше эмульсионных слоя, различающихся по спектральной чувствительности и содержащих такие компоненты, к-рые при цветном проявлении образуют красители, дополнительные друг другу по цвету. Таким путем обеспечивается получение на одном аэроснимке общего цветного изображения без потери деталей каждого из совмещенных однозональных изображений. Наибольшее распространение из двухслойных спектрозональных аэропленок имеют негативные типа " панхром плюс инфрахром" со слоями, чувствительными к излучению в красной (570- 690 ммк) и ближней инфракрасной (670-820 ммк) зонах спектра; из трехслойных спектрозональных аэропленок - негативные (в СССР) и обратимые (за рубежом, называемые там " ложно-цветными" или " цветными-инфракрасными"), причем те и другие типа " ортохром плюс панхром плюс инфрахром", т. е. с добавлением слоя, чувствительного к излучению в зеленой (500-600 ммк) зоне спектра. При печати со спектрозональных аэропленок используют обычные цветные (многослойные) или специальные спектрозональные (двухслойные) фотобумаги и позитивные плёнки. На отпечатках аэроснимков и на оригинальных аэрофильмах (на обратимой плёнке) наземные объекты воспроизводятся в преобразованных условных цветах, характеризующихся большим разнообразием, постоянством и соответствием объектам, чем ахроматические тона на черно-белых аэроснимках (ср. аэроснимки верхнего ряда на вклейке к стр. 304 с рис. 7 табл. XVIII, т. 10, вклейка к стр. 352-353). Цветные спектрозональные аэроснимки наряду с преимуществами для дешифрирования характеризуются и достаточно высокими измерительными качествами, что предопределяет возможность их широкого использования в фотограмметрии. В Сов. Союзе цветная С. а. применяется гл. обр. в лесном и с. х-ве, при геологич. и топогра-фич. работах.

Разработан и успешно внедряется вариант С. а., при к-ром воздушное фотографирование осуществляется синхронно тремя или более сблокированными аэрофотоаппаратами (или одним многообъективным) на нескольких черно-белых аэропленках, чувствительных к излучению в разных зонах спектра. Экспонируют эти аэропленки с использованием целой серии различных светофильтров, специально подбираемых по спектральной характеристике в целях выделения или исключения при данной аэросъемке тех или иных узких диапазонов световых лучей. Таким путем обеспечивается изготовление комплекта сопоставимых аэроснимков, содержащих в совокупности наибольшую информацию с заснятой территории. Этот вариант С. а. получил название многоканальной аэрофотосъемки (в переводной литературе её также именуют многозональной, мультиспектральной и т. п.).

Илл. см. на вклейке

Лит: Михайлов В. Я, Аэрофотография и общие основы фотографии, 2 изд, M., 1959, Г о л ь д_м а н Л. M, Применение цветной аэросъёмки для изучения местности, M., 1960 (Tp. ЦНИИГАиК, в 137); СамойловичГ. Г., Применение аэрофотосъёмки и авиации в лесном хозяйстве, 2 изд., M., 1964, Зайцев Ю. А., М ух и н а Л. А, Применение цветной и спектрозональной аэрофотосъёмки в геологических целях, M, 1966, ГольдманЛ. M., Топографическое дешифрирование цветных аэроснимков за рубежом, M., 1971; Ky ч ко А. С., Аэрофотография, M., 1974, T о лчельников Ю. С, Оптические свойства ландшафта. Л., 1974; Manual of color aerial photography, Wash., 1968.

JI. M Гольдман

СПЕКТРОЗОНАЛЬНАЯ ФОТОГРАФИЯ, специальный вид фотографической съемки. Состоит в фотографировании объекта одновременно в нескольких (минимум в двух) зонах спектра с целью выявления или усиления тех различий между деталями объекта, к-рые не фиксируются при обычной фотосъемке в видимых лучах. Указанные зоны при С. ф. выбирают с учетом оптич. характеристик объекта и целей съемки, причем в одних случаях может потребоваться фотографирование в видимой и невидимой частях спектра, в других - в избранных узких зонах видимой его части. Для С. ф. применяются как чёрно-белые, так и цветные фотоматериалы. В черно-белом варианте могут быть получены цветоделенные изображения (см. Цветоделение) в нескольких зонах спектра, в т. ч. в той, где различие изучаемых деталей и их фона максимально; полученные раздельные негативы совмещают и рассматривают непосредственно или, при избирательном изучении, через соответствующие фильтры в хромоскопе. В цветном варианте цветоделенные изображения совмещены с момента их получения, т. к. для этого используют специальные двухслойные или трехслойные (с включением слоя, чувствительного к инфракрасным лучам) цветофотографич. материалы, наз. с п е к тр о з о н а л ь н ы м и. При съемке на этих материалах регистрируется не вся спектральная область отражения света объектом, а только отдельные ее зоны, и поэтому цвета объекта передаются с заведомым искажением; однако именно эти искажения обус човливают возможность выявления изучаемых детатей.

С. ф. применяется при аэрофотосъемке природных объектов (посевов, лесов, почв и т. п., см. Спектрозоналъная аэрофотосъемка) Важную роль С. ф. играет при съемке поверхности Земли и планет с космических летательных аппаратов и искусственные спутников Земли (см. также Космическая съемка). Кроме того, С. ф. начинают использовать при микрофотосъемке биологич. объектов и шлифов минералов, содержащих вкрапления. Исследуются возможности С. ф. в рентгеновских лучах на обычных трехслойных цветофотографич. материалах; при этом различиям цвета изображения соответствуют разные глубины проникновения излучения (через один, два или три эмульсионных слоя соответственно), а следовательно, и разное ослабление излучения рентгенографируемым объектом. Лит см при ст. Спектрозоналъная аэро- фотосъемка А Л Картужанский.

СПЕКТРОКОМПАРАТОР, см. Компаратор.

СПЕКТРОМЕТР (от спектр и ...метр), в широком смысле - устройство для измерений функции распределения нек-рой физ. величины f по параметру х. Функция f(x) может определять распределение электронов по скоростям (бета-спектрометр), атомов по массам (масс-спектрометр), гамма-квантов по энергиям (гамма-спектрометр), энергии световых потоков по длинам волн [ris] (оптич. спектрометр) и т. п. В узком смысле С. наз. спектральные приборы для измерений оптич. спектров f([ris]) с помощью фотоэлектрич. приемников излучения.

СПЕКТРОМЕТРИЯ (от спектр и ...метрия), научная дисциплина, разрабатывающая теорию и методы измерений спектров. В оптическом диапазоне длин волн С. объединяет разделы прикладной спектроскопии, метрологии и теории линейных систем. С. служит для обоснования выбора принципиальных схем спектральных приборов и оптимизации методов расчета.

Лит ХаркевичА А, Спектры и анализ, М.- Л, 1952, Хургин Я. И, Яковлев В. П, Финитные функции в физике и технике, M, 1971

СПЕКТРОСЕНСИТОМЕТР, прибор, сообщающий фотоматериалу строго дозированные и меняющиеся по определенному закону экспозиции в монохроматическом свете. Получаемые т. о. с п е к тросенситограммы измеряют на денситометре и используют для построения семейств монохроматических характеристических кривых и т. н. кривых спектральной чувствительности (см. Сен- Оптическая схема спектросенситометра ИСП-73: / - источник света (ленточная лампа накаливания); 2 - двухлинзовый конденсор; 3 - дисковый затвор с выдержками 0, 05, 0, 2 и 1, 0 сек; 4 - револьверный диск с набором дырчатых диафрагм; 5 - входная щель спектрографа; 6 - объектив коллиматора; 7 - призмы; 8 - объектив камеры спектрографа.

ситометрия). В отличие от сенситометра, С. включает спектрограф, разлагающий излучение источника света в спектр. Спектральную чувствительность фотоматериалов в видимом и близком инфракрасном диапазонах длин волн определяют С. со спектральными призмами из стекла, а для ультрафиолетового (УФ) диапазона призмы изготовляют из кварца. В СССР для спектросенситометрич. испытаний чёрно-белых фотоматериалов (ГОСТ 2818-45) используют С. типа ИСП-73 (рис.) в видимом диапазоне и типа ФСР-9 в УФ диапазоне.

СПЕКТРОСКОПИИ ИНСТИТУТ Академии наук СССР (ИСАИ), н.-и. учреждение, в котором ведутся работы по оптической спектроскопии. Создан в 1968 в Академгородке Подольского р-на Моск. обл. на базе лаборатории Комиссии по спектроскопии АН СССР. Осн. направления - атомная спектроскопия, молекулярная спектроскопия, спектроскопия твёрдого тела, лазерная спектроскопия, спектральное приборостроение. Выполнены исследования (1975) по спектроскопии высокоионизованных атомов и электронных переходов сложных молекул, нелинейной спектроскопии высокого разрешения, разработаны физ. основы лазерных методов разделения изотопов и получения сверхчистых веществ, созданы новые методики спектрального анализа хим. состава и строения вещества.

СПЕКТРОСКОПИЯ (от спектр и... скопил"), раздел физики, посвящённый изучению спектров электромагнитного излучения. Методами С. исследуют уровни энергии атомов, молекул и образованных из них макроскопич. систем и квантовые переходы между уровнями энергии, что даёт важную информацию о строении и свойствах вещества. Важнейшие области применения С.- спектральный анализ и астрофизика.

Возникновение С. можно отнести к 1666, когда И. Ньютон впервые разложил солнечный свет в спектр. Важнейшие этапы дальнейшего развития С.- открытие и исследование в нач. 19 в. линий поглощения в солнечном спектре (фраунгоферовых линии), установление связи спектров испускания и поглощения (Г. P. Кирхгоф и P. Бунзен, 1859) и возникновение на её основе спектрального анализа. С его помощью впервые удалось определить состав астрономич. объектов - Солнца, звёзд, туманностей. Во 2-й пол. 19 - нач. 20 вв. С. продолжала развиваться как эмпирич. наука, был накоплен огромный материал об оптич. спектрах атомов и молекул, установлены закономерности в расположении спектральных линий и полос. В 1913 H. Бор объяснил эти закономерности на основе квантовой теории, согласно к-рой спектры электромагнитного излучения возникают при квантовых переходах между уровнями энергии атомных систем в соответствии с постулатами Бора (см. Атомная физика). В дальнейшем С. сыграла большую роль в создании квантовой механики и квантовой электродинамики, к-рые, в свою очередь, стали теоретич. базой совр. С.

Деление С. может быть произведено по различным признакам. По диапазонам длин волн (или частот) электромагнитных волн в С. выделяют радиоспектроскопию, охватывающую всю область радиоволн; оптич. С., изучающую спектры оптические и содержащую инфракрасную спектроскопию, С. видимого излучения и ультрафиолетовую спектроскопию, рентгеновскую спектроскопию и гамма-спектроскопию. Специфика каждого из этих разделов С. основана на особенностях электромагнитных волн соответствующего диапазона и методах их получения и исследования: в радиоспектроскопии применяются радиотехнические методы, в рентгеновской - методы получения и исследования рентгеновских лучей, в гамма-спектроскопии - экспериментальные методы ядерной физики, в оптич. С.- оптич. методы в сочетании с методами совр. радиоэлектроники. Часто под С. понимают лишь оптич. С.

В соответствии с различием конкретных экспериментальных методов выделяют отдельные разделы С. В оптич. С.- интерференционную С., основанную на использовании интерференции и применении интерферометров, вакуумную спектроскопию, Фурье-спектроскопию, спектроскопию лазерную, основанную на применении лазеров. Одним из разделов ультрафиолетовой и рентгеновской С. является фотоэлектронная спектроскопия, основанная на анализе энергий электронов, вырываемых из вещества при поглощении ультрафиолетовых и рентгеновских фотонов.

По типам исследуемых систем С. разделяют на атомную, изучающую атомные спектры, молекулярную, изучающую молекулярные спектры, С. веществ в конденсированном состоянии (в частности, спектроскопию кристаллов). В соответствии с видами движения в молекуле (электронное, колебательное, вращательное) молекулярную С. делят на электронную, колебательную и вращательную С. Аналогично различают электронную и колебательную С. кристаллов. В С. атомов, молекул и кристаллов применяют методы оптич. С., рентгеновской С. и радиоспектроскопии.