Основні характеристики оптичного діапазону

Випромінювання світла забезпечується, головним чином, завдяки трьом основним типам випромінювачів.

До першого з них слід віднести теплове випромінювання, тобто випромінювання розжарених твердих та рідких тіл. Як правило, тверді тіла забезпечують випромінювання суцільного спектра і особливо ефективні в близькій інфрачервоній області.

Як другий тип джерел випромінювання можна розглядати такі, випромінювання яких обумовлене квантовими переходами електронів в атомах та молекулах із зовнішніх на внутрішні орбіталі. В цьому разі спектр випромінювання є дискретним. Наприклад, ртутна лампа низького тиску дає лінійчастий спектр, окремі лінії якого можна бачити за допомогою спеціальних пристроїв.

Третій тип джерел характеризується тим, що вони випромінюють під дією зовнішніх збуджуючих факторів. Наприклад, фотолюмінесценція - випромінювання, збуджене освітленням від стороннього джерела; катодолюмінесценція виникає як результат бомбардування джерела електронним пучком.

Оптичний діапазон випромінювання, як і інші, характеризується наступними параметрами: довжиною хвилі λ, частотою електромагнітної хвилі ν, циклічною (круговою) частотою ω, а також енергією випромінювання.

Довжина електромагнітної хвилі λ визначається як

де с - швидкість світла, Т - період коливань.

Довжина хвилі вимірюється у мікрометрах, нанометрах і ангстремах.

Частота електромагнітної хвилі ν, яка вимірюється у Герцах:

.

Кругова (циклічна) частота ω, одиницею виміру якої є с^-1:

.

Однією з найважливіших характеристик випромінювання є енергія. В межах корпускулярної теорії випромінювання енергія світлового кванту визначається так:

(1)

Найменша відома частота спостерігається e стоячих електромагнітних хвилях між іоносферою та земною поверхнею.

Виходячи з рівняння (1) та відомих діапазонів довжин хвиль, які характерні для різних областей випромінювання, можна визначити і характерні області значень енергії квантів, притаманних цим діапазонам випромінювання.

При зменшенні довжини хвилі посилюються корпускулярні властивості світла, а при збільшені λ все сильніше проявляються хвильові властивості світла.

Таблиця 1

	Тип випромінювання	λ, нм	енергія квантів, еВ
	гамма	0,0012	>1 МеВ
	рентгенівське	0,0012-12	100 еВ - 1 МеВ
	ультрафіолет	12-380	3,2 - 100 еВ
	видиме	380-760	1,6 - 3,2 еВ
	інфрачервоне	760-10^6	1,2· 10^-3-1,6 еВ
	радіохвилі	>10^6	< 1,2·10^-3 еВ

Кванти випромінювання називаються фотонами.

Класична оптика вивчає властивості випромінювання у видимому діапазоні спектра та в областях, які до нього прилягають, а саме: в інфрачервоній області та в області ультрафіолету.

Область випромінювання від 360 нм до 760 нм називається видимим діапазоном спектра, т.я. світло саме таких довжин хвиль сприймаються оком людини.

На рис. 1 наведена шкала електромагнітних хвиль. Межі між різними діапазонами умовні.

Рис. 1. Шкала електромагнітних хвиль

Для вимірювання довжин хвиль в оптичному діапазоні використовуються одиниці довжини 1 нанометр (нм) і 1 мікрометр (мкм):

1 нм = 10^{-9 м = 10-7 см = 10-3} мкм.

Дата добавления: 2014-01-11