Деякі закони фізики важко уявити без використання наочних посібників. Це не стосується звичного світла, що потрапляє на різні об'єкти. Так на межі, що розділяє два середовища, відбувається зміна напрямку світлових променів у тому випадку, якщо ця межа набагато перевищує При світлі виникає, коли частина його енергії повертається в першу середу. Якщо частина променів проникає в інше середовище, відбувається їх заломлення. У фізиці енергії, що потрапляє на кордон двох різних середовищ, називається падаючим, а той, що від неї повертається в першу середу, - відбитим. Саме взаємне розташування цих променів визначає закони відображення та заломлення світла.

Терміни

Кут між падаючим променем і перпендикулярною лінією до межі розділу двох середовищ, відновленої до точки падіння потоку світлової енергії, називається Існує ще один важливий показник. Це кут відбиття. Він виникає між відбитим променем та перпендикулярною лінією, відновленою до точки його падіння. Світло може поширюватися прямолінійно виключно в однорідному середовищі. Різні середовища по-різному поглинають та відображають випромінювання світла. Коефіцієнтом відображення називають величину, що характеризує відбивну здатність речовини. Він показує, скільки принесеної світловим випромінюванням на поверхню середовища енергії становитиме та, яка віднесеться від неї відбитим випромінюванням. Цей коефіцієнт залежить від багатьох факторів, одними з найважливіших є кут падіння і склад випромінювання. Повне відображення світла відбувається тоді, коли він падає на предмети або речовини з поверхнею, що відбиває. Так, наприклад, це трапляється при попаданні променів на тонку плівку срібла та рідкої ртуті, нанесених на скло. Повне відображення світла практично зустрічається досить часто.

Закони

Закони відображення та заломлення світла були сформульовані Євклідом ще у ІІІ ст. до зв. е. Всі вони були встановлені експериментально і легко підтверджуються чисто геометричним принципом Гюйгенса. Відповідно до нього будь-яка точка середовища, до якої доходить обурення, є джерелом вторинних хвиль.

Перший світла: падаючий і відбиває промінь, а також перпендикулярна лінія до межі розділу середовищ, відновлена ​​в точці падіння світлового променя, розташовані в одній площині. На поверхню, що відбиває, падає плоска хвиля, хвильові поверхні якої є смужками.

Інший закон говорить про те, що кут відображення світла дорівнює куту падіння. Це тому, що вони мають взаємно перпендикулярні сторони. Виходячи з принципів рівності трикутників, слідує, що кут падіння дорівнює куту відображення. Можна легко довести, що вони лежать в одній площині з перпендикулярною лінією, відновленою до межі розділу середовищ у крапці падіння променя. Ці найважливіші закони справедливі й у зворотного ходу світла. Внаслідок оборотності енергії промінь, що розповсюджується шляхом відбитого, буде відображатися шляхом падаючого.

Властивості відбивних тіл

Переважна більшість об'єктів тільки відображають світлове випромінювання, що падає на них. При цьому вони не є джерелом світла. Добре освітлені тіла добре видно з будь-яких сторін, оскільки випромінювання їх поверхні відбивається і розсіюється у різних напрямах. Це називають дифузним (розсіяним) відображенням. Воно відбувається при попаданні світла на будь-які шорсткі поверхні. Для визначення шляху відбитого тіла променя в точці його падіння проводиться площину, що стосується поверхні. Потім по відношенню до неї будують кути падіння променів та відображення.

Дифузне відображення

Тільки завдяки існуванню розсіяного (дифузного) відображення світлової енергії ми розрізняємо предмети, які не здатні випромінювати світло. Будь-яке тіло буде абсолютно невидимим для нас, якщо розсіювання променів дорівнюватиме нулю.

Дифузне відображення світлової енергії не викликає у людини неприємних відчуттів у власних очах. Це походить від того, що не весь світ повертається в первісне середовище. Так від снігу відбивається близько 85% випромінювання, від білого паперу – 75%, а від велюру чорного кольору – всього 0,5%. При відображенні світла від різних шорстких поверхонь промені спрямовуються хаотично один до одного. Залежно від того, якою мірою поверхні відображають світлові промені, їх називають матовими або дзеркальними. Але ці поняття є відносними. Одні й самі поверхні можуть бути дзеркальними і матовими при різній довжині хвилі падаючого світла. Поверхня, яка рівномірно розсіює промені у різні боки, вважається абсолютно матовою. Хоча в природі таких об'єктів практично немає, до них дуже близькі неглазурована порцеляна, сніг, креслярський папір.

Дзеркальне відображення

Дзеркальне відображення променів світла відрізняється від інших видів тим, що при падінні пучків енергії на гладку поверхню під певним кутом вони відображаються в одному напрямку. Це знайоме всім, хто колись користувався дзеркалом під променями світла. У цьому випадку воно є поверхнею, що відбиває. До цього розряду належать інші тіла. До дзеркальних (відбивають) поверхонь можна віднести всі оптично гладкі об'єкти, якщо розміри неоднорідностей і нерівностей на них становлять менше 1 мкм (не перевищують величину довжини хвилі світла). Для всіх таких поверхонь дійсні закони відбиття світла.

Віддзеркалення світла від різних дзеркальних поверхонь

У техніці нерідко використовуються дзеркала з вигнутою поверхнею, що відбиває (сферичні дзеркала). Такі об'єкти є тіла, мають форму сферичного сегмента. Паралельність променів у разі відбиття світла таких поверхонь сильно порушується. При цьому існує два види таких дзеркал:

Увігнуті - відбивають світло від внутрішньої поверхні сегмента сфери, їх називають збираючими, оскільки паралельні промені світла після відбиття від них збираються в одній точці;

Випуклі - відбивають світло від зовнішньої поверхні, у своїй паралельні промені розсіюються убік, саме тому опуклі дзеркала називають розсіюючими.

Варіанти відображення світлових променів

Промінь, що падає практично паралельно поверхні, лише трохи стосується її, а далі відбивається під сильно тупим кутом. Потім він продовжує шлях дуже низькою траєкторії, максимально розташованої до поверхні. Промінь, що падає практично прямовисно, відбивається під гострим кутом. При цьому напрямок вже відбитого променя буде близько до шляху падаючого променя, що повністю відповідає фізичним законам.

Заломлення світла

Відображення тісно пов'язане з іншими явищами геометричної оптики, такими як заломлення та повне внутрішнє відображення. Найчастіше світло проходить через кордон між двома середовищами. Заломленням світла називають зміну напряму оптичного випромінювання. Воно відбувається при проходженні його з одного середовища до іншого. Заломлення світла має дві закономірності:

Промінь, що пройшов через межу між середовищами, розташований у площині, яка проходить через перпендикуляр до поверхні та падаючий промінь;

Кут падіння та заломлення пов'язані.

Заломлення завжди супроводжується відображенням світла. Сума енергій відбитого та заломленого пучків променів дорівнює енергії падаючого променя. Їх відносна інтенсивність залежить від падаючого пучка і кута падіння. На законах заломлення світла ґрунтується влаштування багатьох оптичних приладів.

Для початку трохи пофантазуємо. Уявіть жаркий літній день до нашої ери, первісна людина за допомогою остроги полює на рибу. Помічає її становище, цілиться і завдає удару чомусь зовсім не туди, де було видно рибу. Промахнувся? Ні, в руках у рибалки здобич! Справа в тому, що наш предок інтуїтивно розбирався в темі, яку ми вивчатимемо зараз. У повсякденному житті бачимо, що ложка, опущена в склянку з водою, здається кривою, коли дивимося через скляну банку - предмети здаються викривленими. Всі ці питання ми розглянемо на уроці, тема якого: «Проломлення світла. Закон заломлення світла. Повне внутрішнє відображення».

На попередніх уроках ми говорили про долю променя у двох випадках: що буде, якщо промінь світла поширюється у прозоро однорідному середовищі? Правильна відповідь - вона поширюватиметься прямолінійно. А що буде, коли промінь світла падає на межу розділу двох середовищ? Минулого уроку ми говорили про відбитий промінь, сьогодні ми розглянемо ту частину світлового пучка, яка поглинається середовищем.

Якою ж буде доля променя, що проникла з першого оптично прозорого середовища, у друге оптично прозоре середовище?

Рис. 1. Заломлення світла

Якщо промінь падає на межу розділу двох прозорих середовищ, то частина світлової енергії повертається в перше середовище, створюючи відбитий пучок, а інша частина проходить всередину в друге середовище і при цьому, як правило, змінює свій напрямок.

Зміна напряму поширення світла у разі його проходження через межу розділу двох середовищ називають заломленням світла(Рис. 1).

Рис. 2. Кути падіння, заломлення та відображення

На малюнку 2 ми бачимо падаючий промінь, кут падання позначимо α. Промінь, який задаватиме напрямок заломленого пучка світла, називатимемо заломленим променем. Кут між перпендикуляром до межі розділу середовищ, відновленим з точки падіння, та заломленим променем називають кутом заломлення, на малюнку це кут γ. Для повноти картини дамо ще зображення відображеного променя і відповідно кута відображення β. Який зв'язок між кутом падіння і кутом заломлення, чи можна передбачити, знаючи кут падіння і те, з якого середовища в яке перейшов промінь, яким буде кут заломлення? Виявляється, можна!

Отримаємо закон, який кількісно описує залежність між кутом падіння і кутом заломлення. Скористаємося принципом Гюйгенса, який регламентує поширення хвилі серед. Закон складається із двох частин.

Падаючий промінь, заломлений промінь і перпендикуляр, відновлений в точку падіння, лежать в одній площині.

Ставлення синуса кута падіння до синуса кута заломлення є постійна величина для двох даних середовищ і дорівнює відношенню швидкостей світла в цих середовищах.

Цей закон називають законом Снелліуса, на честь голландського вченого, який вперше його сформулював. Причина заломлення - у різниці швидкостей світла у різних середовищах. Переконатися у справедливості закону заломлення можна, експериментально спрямовуючи промінь світла під різними кутами на межу розділу двох середовищ та вимірюючи кути падіння та заломлення. Якщо змінювати ці кути, вимірювати синуси і знаходити відносини синусів цих кутів, ми переконаємося, що закон заломлення справді справедливий.

Докази закону заломлення за допомогою принципу Гюйгенса – ще одне підтвердження хвильової природи світла.

Відносний показник заломлення n 21 показує, скільки разів швидкість світла V 1 в першому середовищі відрізняється від швидкості світла V 2 в другому середовищі.

Відносний показник заломлення – це наочна демонстрація того факту, що причина зміни напрямку світла при переході з одного середовища до іншого – це різна швидкість світла у двох середовищах. Часто для характеристики оптичних властивостей середовища користуються поняттям «оптична густина середовища» (рис. 3).

Рис. 3. Оптична густина середовища (α > γ)

Якщо промінь переходить із середовища з більшою швидкістю світла в середовище з меншою швидкістю світла, то, як видно з малюнка 3 і закону заломлення світла, він притискатиметься до перпендикуляра, тобто кут заломлення менше, ніж кут падіння. У цьому випадку кажуть, що промінь перейшов з менш щільного оптичного середовища більш оптично щільне середовище. Приклад: із повітря у воду; з води у скло.

Можлива і зворотна ситуація: швидкість світла у першому середовищі менша за швидкість світла у другому середовищі (рис. 4).

Рис. 4. Оптична густина середовища (α< γ)

Тоді кут заломлення буде більшим за кут падіння, а про такий перехід скажуть, що він зроблений з оптично більш щільного в менш оптично щільне середовище (зі скла у воду).

Оптична щільність двох середовищ може відрізнятися досить суттєво, таким чином стає можлива ситуація, наведена на фотографії (рис. 5):

Рис. 5. Відмінність оптичної щільності середовищ

Зверніть увагу, наскільки зміщена голова щодо тулуба, що знаходиться в рідині, серед більшої оптичної щільністю.

Однак відносний показник заломлення - не завжди зручна для роботи характеристика, тому що він залежить від швидкостей світла в першому та другому середовищах, а ось таких поєднань і комбінацій двох середовищ може бути дуже багато (вода - повітря, скло - алмаз, гліцерин - спирт , скло - вода і так далі). Таблиці були б дуже громіздкими, працювати було б незручно, і тоді запровадили одне абсолютне середовище, порівняно з яким порівнюють швидкість світла в інших середовищах. Як абсолют був обраний вакуум і швидкості світла порівнюються зі швидкістю світла у вакуумі.

Абсолютний показник заломлення середовища n- це величина, яка характеризує оптичну щільність середовища та дорівнює відношенню швидкості світла Зу вакуумі до швидкості світла у цьому середовищі.

Абсолютний показник заломлення зручніший для роботи, адже ми швидкість світла у вакуумі знаємо завжди, вона дорівнює 3·10 8 м/с і є універсальною фізичною постійною.

Абсолютний показник заломлення залежить від зовнішніх параметрів: температури, щільності, а також від довжини хвилі світла, тому таблиці зазвичай вказують середній показник заломлення для даного діапазону довжин хвиль. Якщо порівняти показники заломлення повітря, води та скла (Рис. 6), то бачимо, що у повітря показник заломлення близький до одиниці, тому ми і його братимемо при вирішенні завдань за одиницю.

Рис. 6. Таблиця абсолютних показників заломлення для різних середовищ

Нескладно отримати зв'язок абсолютного та відносного показника заломлення середовищ.

Відносний показник заломлення, тобто для променя, що переходить із середовища один у середу два, дорівнює відношенню абсолютного показника заломлення у другому середовищі до абсолютного показника заломлення у першому середовищі.

Наприклад: = ≈ 1,16

Якщо абсолютні показники заломлення двох середовищ практично однакові, це означає, що відносний показник заломлення при переході з одного середовища в інше дорівнюватиме одиниці, тобто промінь світла фактично не буде переломлюватися. Наприклад, при переході з анісової олії в дорогоцінний камінь берил світло практично не відхилиться, тобто поводитиметься так, як при проходженні анісової олії, оскільки показник заломлення у них 1,56 і 1,57 відповідно, таким чином, дорогоцінний камінь можна як би сховати у рідині, його просто не буде видно.

Якщо налити воду в прозору склянку і подивитися через стінку склянки на світло, ми побачимо сріблястий блиск поверхні внаслідок явища повного внутрішнього відображення, про яке зараз йтиметься. При переході променя світла з більш щільного оптичного середовища менш щільне оптичне середовище може спостерігатися цікавий ефект. Для певності вважатимемо, що світло йде з води у повітря. Припустимо, що в глибині водоймища знаходиться точкове джерело світла S, що випускає промені на всі боки. Наприклад, водолаз світить ліхтариком.

Промінь SО 1 падає на поверхню води під найменшим кутом, цей промінь частково заломлюється - промінь О 1 А 1 і частково відбивається назад у воду - промінь О 1 В 1 . Таким чином, частина енергії падаючого променя передається заломленому променю, а частина енергії, що залишилася - відбитому променю.

Рис. 7. Повне внутрішнє відображення

Промінь SО 2 , чий кут падіння більший, також поділяється на два промені: заломлений і відбитий, але енергія вихідного променя розподіляється між ними вже по-іншому: заломлений промінь О 2 А 2 буде тьмянішим, ніж промінь О 1 А 1 , тобто отримає меншу частку енергії, а відбитий промінь О 2 В 2 відповідно буде яскравіше, ніж промінь О 1 В 1 , тобто отримає велику частку енергії. У міру збільшення кута падіння простежується все та ж закономірність - все більша частка енергії падаючого променя дістається відбитому променю і менша - заломленому променю. Заломлений промінь стає тьмянішим і в якийсь момент зникає зовсім, це зникнення відбувається при досягненні кута падіння, якому відповідає кут заломлення 90 0 . У цій ситуації заломлений промінь ОА повинен був би піти паралельно поверхні води, але йти вже нема чому - вся енергія падаючого променя SО повністю дісталася відбитому променю ОВ. Природно, що при подальшому збільшенні кута падіння заломлений промінь відсутній. Описане явище і є повне внутрішнє відображення, тобто щільніша оптичне середовище при розглянутих кутах не випускає із себе промені, всі вони відбиваються всередину неї. Кут, за якого настає це явище, називається граничним кутом повного внутрішнього відбиття.

Величину граничного кута легко знайти із закону заломлення:

= => = arcsin, для води ≈ 49 0

Найцікавішим та затребуваним застосуванням явища повного внутрішнього відображення є так звані хвилеводи, або волоконна оптика. Це якраз той спосіб подачі сигналів, який використовується сучасними телекомунікаційними компаніями у мережах Інтернет.

Ми отримали закон заломлення світла, запровадили нове поняття - відносний та абсолютний показники заломлення, а також розібралися з явищем повного внутрішнього відображення та його застосуванням, таким як волоконна оптика. Закріпити знання можна, розібравши відповідні тести та тренажери у розділі уроку.

Отримаємо підтвердження закону заломлення світла з допомогою принципу Гюйгенса. Важливо розуміти, що причина заломлення – це різниця швидкостей світла у двох різних середовищах. Позначимо швидкість світла у першому середовищі V 1 , тоді як у другому середовищі - V 2 (рис. 8).

Рис. 8. Доказ закону заломлення світла

Нехай на плоску межу розділу двох середовищ, наприклад, з повітря у воду, падає плоска світлова хвиля. Хвильова поверхня АС перпендикулярна променям і поверхні розділу середовищ МN спочатку досягає промінь , а промінь досягне цієї ж поверхні через проміжок часу ∆t, який буде дорівнює шляху СВ, поділеному на швидкість світла в першому середовищі .

Тому в момент часу, коли вторинна хвиля в точці В тільки почне збуджуватися, хвиля від точки А вже має вигляд напівсфери радіусом АD, який дорівнює швидкості світла в другому середовищі на ∆t: АD = ·∆t, тобто принцип Гюйгенса у наочній дії . Хвильову поверхню заломленої хвилі можна отримати, провівши поверхню, що стосується всіх вторинних хвиль у другому середовищі, центри яких лежать на межі розділу середовищ, в даному випадку це площина ВD, вона є вторинних хвиль, що обгинає. Кут падіння α променя дорівнює куту САВ у трикутнику АВС, сторони одного з цих кутів перпендикулярні сторонам іншого. Отже, СВ дорівнює швидкості світла в першому середовищі на ∆t

СВ = · ∆t = АВ · sin α

У свою чергу, кут заломлення буде дорівнює куту АВD у трикутнику АВD, тому:

АD = · ∆t = АВ · sin γ

Розділивши почленно вирази один на одного, отримаємо:

n - постійна величина, яка залежить від кута падіння.

Ми отримали закон заломлення світла, синус кута падіння до синуса кута заломлення є величина постійна для двох середовищ і рівна відношенню швидкостей світла в двох даних середовищах.

Кубична судина з непрозорими стінками розташована так, що око спостерігача не бачить його дна, але повністю бачить стінку судини CD. Яку кількість води потрібно налити в посудину, щоб спостерігач зміг побачити предмет F, що знаходиться на відстані b = 10 см від кута D? Ребро судини α = 40 см (рис. 9).

Що дуже важливо при вирішенні цього завдання? Здогадатися, що оскільки око не бачить дна судини, але бачить крайню точку бічної стінки, а посудина є куб, то кут падіння променя на поверхню води, коли ми її наллємо, буде дорівнює 45 0 .

Рис. 9. Завдання ЄДІ

Промінь падає в точку F, це означає, що ми бачимо чітко предмет, а чорним пунктиром зображений хід променя, якби не було води, тобто до точки D. З трикутника NFК тангенс кута β, тангенс кута заломлення - це відношення протилежного катета до прилеглого або, виходячи з малюнка, мінус b, поділений на h.

tg β = = , h – це висота рідини, яку ми налили;

Найбільш інтенсивне явище повного внутрішнього відбиття використовується у волоконних оптичних системах.

Рис. 10. Волоконна оптика

Якщо торець суцільної скляної трубки направити пучок світла, то після багаторазового повного внутрішнього відбиття пучок вийде з протилежного боку трубки. Виходить, що скляна трубка – провідник світлової хвилі або хвилевід. Це відбудеться незалежно від того, чи пряма трубка або вигнута (Мал. 10). Перші світловоди, це друга назва хвилеводів, використовувалися для підсвічування важкодоступних місць (під час проведення медичних досліджень, коли світло подається однією кінець світловоду, а другий кінець висвітлює потрібне місце). Основне застосування - це медицина, дефектоскопія двигунів, проте найбільше застосування такі хвилеводи отримали в системах передачі інформації. Частота, що несе при передачі сигналу світловою хвилею в мільйон разів перевищує частоту радіосигналу, це означає, що кількість інформації, яку ми можемо передати за допомогою світлової хвилі, в мільйони разів більше кількості інформації, що передається радіохвилями. Це чудова можливість передачі величезної інформації простим та недорогим способом. Як правило, інформація про волоконний кабель передається за допомогою лазерного випромінювання. Волоконна оптика незамінна для швидкої та якісної передачі комп'ютерного сигналу, що містить великий обсяг інформації, що передається. А в основі всього цього лежить таке просте та звичайне явище, як заломлення світла.

Список літератури

1. Тихомірова С.А., Яворський Б.М. Фізика (базовий рівень) – М.: Мнемозіна, 2012.
2. Генденштейн Л.Е., Дік Ю.І. Фізика 10 клас. – М.: Мнемозіна, 2014.
3. Кікоін І.К., Кікоін А.К. Фізика - 9, Москва, Освіта, 1990.

1. Edu.glavsprav.ru ().
2. Nvtc.ee().
3. Raal100.narod.ru ().
4. Optika.ucoz.ru ().

Домашнє завдання

1. Дати визначення заломлення світла.
2. Назвіть причину заломлення світла.
3. Назвіть найзатребуваніші застосування повного внутрішнього відображення.

використовується у так званій волоконній оптиці. Волоконною оптикою називається розділ оптики, у якому розглядають передачу світлового випромінювання по волоконно-оптичних світловодах. Волоконно-оптичні світловоди є системою окремих прозорих волокон, зібраних у пучки (джгути). Світло, потрапляючи всередину прозорого волокна, оточеного речовиною з меншим показником заломлення, багаторазово відбивається та поширюється вздовж волокна (див. рис. 5.3).

1) У медицині та ветеринарній діагностиці світловоди використовуються головним чином для освітлення внутрішніх порожнин та передачі зображення.

Одним із прикладів використання волоконної оптики в медицині є ендоскоп- Спеціальний прилад для огляду внутрішніх порожнин (шлунок, пряма кишка та ін.). Одним з різновидів таких приладів є волоконний гастроскоп. З його допомогою можна не тільки візуально оглянути шлунок, але й зробити необхідні знімки з метою діагностики.

2) За допомогою світловодів також здійснюється передача лазерного випромінювання до внутрішніх органів з метою лікувального впливу на пухлини.

3) Волоконна оптика знайшла широке застосування у техніці. У зв'язку зі швидким розвитком інформаційних систем в останні роки виникла потреба в якісній та швидкій передачі інформації по каналах зв'язку. З цією метою використовується передача сигналів лазерного променя, що поширюється по волоконно-оптичних світловодах.

ХВИЛЬНІ ВЛАСТИВОСТІ СВІТУ

ІНТЕРФЕРЕНЦІЯ СВІТЛА.

Інтерференція– один із яскравих проявів хвильової природи світла. Це цікаве та гарне явище спостерігається за певних умов при накладенні двох або кількох світлових пучків. З інтерференційними явищами ми стикаємося досить часто: кольори масляних плям на асфальті, забарвлення шибок, химерні кольорові малюнки на крилах деяких метеликів і жуків - все це прояв інтерференції світла.

ІНТЕРФЕРЕНЦІЯ СВІТУ- додавання у просторі двох або кількох когерентнихсвітлових хвиль, при якому в різних його точках виходить посилення чи ослаблення амплітудирезультуючої хвилі.

Когерентність.

Когерентністюназивається узгоджене перебіг у часі та просторі кількох коливальних чи хвильових процесів, тобто. хвиль з однаковою частотою та постійною у часі різницею фаз.

Монохроматичні хвилі (хвилі однієї довжини хвилі ) – є когерентними.

Так як реальні джерелане дають строго монохроматичного світла, то хвилі, що випромінюються будь-якими незалежними джерелами світла завжди некогерентні. У джерелі світло випромінюється атомами, кожен із яких випромінює світло лише протягом часу ≈ 10 -8 з. Тільки протягом цього часу хвилі, що випускаються атомом, мають постійні амплітуду і фазу коливань. Але отримати когерентніхвилі можна, розділивши промінь світла, що випромінюється одним джерелом, на 2 світлові хвилі і після проходження різних шляхів знову їх з'єднати. Тоді різниця фаз визначатиметься різницею ходу хвиль: при постійною різниці ходарізність фазтеж буде постійною .

УМОВИ ІНТЕРФЕРЕНЦІЙНОГО МАКСИМУМУ :

Якщо оптична різниця ходу ∆у вакуумі дорівнює парному числу напівхвиль або (цілому числу довжин хвиль)

(4.5)

то й коливання, що збуджуються в точці M будуть відбуватися в однаковій фазі.

УМОВИ ІНТЕРФЕРЕНЦІЙНОГО МІНІМУМУ.

Якщо оптична різниця ходу ∆дорівнює непарному числу напівхвиль

(4.6)

то і коливання, що збуджуються в точці M будуть відбуватися у протифазі.

Типовим та поширеним прикладом інтерференції світла – мильна плівка

Застосування інтерференціїПросвітлення оптики: Частина світла при проходженні через лінзи відбивається (до 50% у складних оптичних системах). Сутність способу просвітлення – поверхні оптичних систем покривають тонкими плівками, створюють інтерференційні явища. Товщина плівки d=l/4 падаючого світла, тоді відображене світло має різницю ходу, що відповідає мінімуму інтерференції

ДИФРАКЦІЯ СВІТЛА

Дифракцієюназивається огинання хвилями перешкод,що зустрічаються на їхньому шляху, або в більш широкому значенні - будь-яке відхилення поширення хвильпоблизу перешкод від прямолінійного.

Можливість спостереження дифракції залежить від співвідношення довжини хвилі світла та розміру перешкод (неоднорідностей)

Дифракція Фраунгофера на дифракційній решітці.

Одномірні дифракційні грати - система паралельних щілин рівної ширини, що лежать в одній площині та розділені рівними по ширині непрозорими проміжками.

Сумарна дифракційна картинає результат взаємної інтерференції хвиль, що йдуть від усіх щілин - у дифракційній решітці здійснюється багатопроменева інтерференція когерентних дифрагованих пучків світла, що йдуть від усіх щілин.

Якщо a - ширинакожної щілини (MN); b - ширина непрозорих ділянокміж щілинами (NC), то величина d = a+ bназивається постійної (періодом) дифракційної решітки.

де N 0 - Число щілин, що припадає на одиницю довжини.

Різниці ходу ∆ променів (1-2) та (3-4) дорівнює СF

1. .УМОВИ МІНІМУМІВЯкщо різниця ходу CF = (2n+1)l/2- дорівнює непарному числу довжин напівхвиль, то коливання променів 1-2 і 3-4 проходитимуть у протифазі, і вони взаємно погасяться освітленості:

n = 1,2,3,4 … (4.8)

Типовими світловими ефектами, з якими кожна людина стикається часто у побуті, є відображення та заломлення. У цій статті розглянемо випадок, коли обидва ефекти виявляють себе в рамках одного процесу, йдеться про явище внутрішнього повного відображення.

Відображення світла

Перед тим, як розглядати явище, слід познайомитися з ефектами звичайного відображення та заломлення. Почнемо з першого їх. Для простоти розглядатимемо лише світло, хоча ці явища притаманні хвилі будь-якої природи.

Під відображенням розуміють зміну однієї прямолінійної траєкторії, вздовж якої рухається промінь світла, на іншу прямолінійну траєкторію, коли він зустрічає на своєму шляху перешкоду. Цей ефект можна спостерігати, якщо направити лазерну вказівку на дзеркало. Поява зображень неба та дерев при погляді на водну поверхню – це також результат відображення сонячного світла.

Для відображення справедливий наступний закон: кути падіння і відображення лежать в одній площині разом з перпендикуляром до поверхні, що відбиває, і є рівними один одному.

Заломлення світла

Ефект заломлення подібний до відображення, тільки виникає він, якщо перешкода на шляху світлового променя являє собою інше прозоре середовище. У цьому випадку частина первісного променя відбивається від поверхні, а частина проходить у друге середовище. Ця остання частина називається заломленим променем, а кут, який він утворює з перпендикуляром до поверхні розділу середовищ, зветься кутом заломлення. Заломлений промінь лежить у тій же площині, що відбитий і падаючий.

Яскравими прикладами заломлення можна назвати злам олівця у склянці з водою чи оманлива глибина озера, коли людина дивиться зверху з його дно.

Математично це явище описують за допомогою закону Снелла. Відповідна формула виглядає так:

Тут і заломлення позначені як 1 і 2 відповідно. Величини n 1 n 2 відображають швидкість руху світла в кожному середовищі. Вони називаються показниками заломлення середовищ. Чим більше n, тим повільніше рухається світло у цьому матеріалі. Наприклад, у воді швидкість світла на 25% менша, ніж у повітрі, тому для неї показник заломлення дорівнює 1,33 (для повітря він дорівнює 1).

Явище повного внутрішнього відображення

Приводить до одного цікавого результату, коли промінь поширюється із середовища з великим n. Розглянемо докладніше, що буде відбуватися з променем. Випишемо формулу Снелла:

n 1 * sin (θ 1) = n 2 * sin (θ 2).

Вважатимемо, що n 1 >n 2 . У такому разі, щоб рівність залишалася вірною, θ 1 повинен бути меншим, ніж θ 2 . Цей висновок справедливий завжди, оскільки розглядаються лише кути від 0 o до 90 o , у яких функція синуса постійно зростає. Таким чином, при виході з більш щільного оптичного середовища менш щільну (n 1 >n 2) промінь сильніше відхиляється від нормалі.

Тепер збільшуватимемо кут θ 1 . У результаті настане момент, коли 2 буде дорівнює 90 o . Виникає дивовижне явище: пропущений з більш щільного середовища промінь у ній і залишиться, тобто для нього межа розділу двох прозорих матеріалів стане непрозорою.

Критичний кут

Кут θ 1 , для якого θ 2 = 90 o прийнято називати критичним для аналізованої пари середовищ. Будь-який промінь, що падає на поверхню розділу під кутом, більшим ніж критичний, відображається повністю в першу середу. Для критичного кута θ c можна записати вираз, який безпосередньо випливає з формули Снелла:

sin(θc) = n2/n1.

Якщо другим середовищем є повітря, ця рівність спрощується до вигляду:

sin(θ c) = 1/n 1 .

Наприклад, критичний кут для води становить:

θ c = arcsin (1/1,33) = 48,75 o .

Якщо пірнути на дно басейну і подивитися вгору, то можна побачити небо і хмари, що біжать по ньому, тільки над власною головою, на всій іншій поверхні води будуть видні лише стінки басейну.

З наведених міркувань ясно, що, на відміну від заломлення, повне відображення не є оборотним явищем, воно відбувається тільки при переході з більш щільного в менш щільне середовище, але не навпаки.

Повне відображення у природі та техніці

Мабуть, найпоширенішим у природі ефектом, який неможливий без повного відображення, є веселка. Колір веселки - це результат дисперсії білого світла в дощових краплях. Однак коли промені проходять усередині цих крапель, то вони відчувають або одноразове або дворазове внутрішнє відображення. Саме тому веселка завжди з'являється подвійною.

Явище внутрішнього повного відображення застосовують у оптоволоконної техніки. Завдяки оптичним волокнам вдається передавати без втрат електромагнітні хвилі великі відстані.

Явище повного внутрішнього відображення використовується у волоконній оптиці, передачі світлових сигналів великі відстані. Використання звичайного дзеркального відображення, не дає бажаного результату, тому що навіть дзеркало найвищої якості (срібло) поглинає до 3% світлової енергії. При передачі світла великі відстані енергія світла наближається до нуля. При вході в світловод падаючий промінь прямує під кутом явно більше граничного, що забезпечує відображення променя без втрати енергії. Світловоди, що складаються з окремих волокон, досягають у діаметрі людського волосся, при швидкості передачі швидше, ніж швидкість протікання струму, що дозволяє прискорити передачу інформації.

Волоконні світловоди успішно застосовують у медицині. Наприклад, світловод вводять у шлунок чи область серця для освітлення чи спостереження тих чи інших ділянок внутрішніх органів. Використання світловодів дозволяє досліджувати внутрішні органи без введення лампочки, тобто, виключаючи можливість перегріву.

е) Рефрактометрія (від лат. refractus - заломлений і грец. metreo - вимірюю) - метод аналізу, заснований на явищі заломлення світла при проходженні з одного середовища до іншого. Заломлення світла, тобто зміна його початкового напрямку, зумовлено різною швидкістю розподілу світла у різних середовищах.

28. Поляризація світла. Світло природне і поляризоване. Оптичні активні речовини. Вимірювання концентрації розчину за кутом повороту площини поляризації (поляриметрія).

а) Поляризацією світла називається виділення з пучка природного світла променів із певною орієнтацією електричного вектора.

б ) ПРИРОДНЕ СВІТЛО(неполяризоване світло) - сукупність некогерентних світлових хвиль з усіма можливими напрямками напруги ел.-магн. поля, що швидко і безладно змінюють одне одного. Світло, що випускається отд. центром випромінювання (атомом, молекулою, вузлом кристаллич. ґрат і т. п.), зазвичай поляризований лінійно і зберігає стан поляризації протягом 10-8 с і менше (це випливає з експериментів зі спостереження інтерференції світлових пучків при великій різниці ходу, коли, отже, можуть інтерферувати хвилі, випущені на початку та в кінці зазначеного часового інтервалу). У наступному акті випромінювання світло може мати ін. Напрямком поляризації. Зазвичай одночасно спостерігається випромінювання величезної кількості центрів, по-різному орієнтованих і змінюють орієнтацію та законам статистики. Це випромінювання є Є. с.<Мн. источники света (раскалённые тела, светящиеся газы) испускают свет, близкий к Е. с., но всё же в небольшой степени поляризованный. Это объясняется прохождением света внутри источника от глубинных слоев наружу и прохождением света через среду от источника к наблюдателю (поляризация при отражении, при рассеянии света средой, дихроизм среды и т. п.). Близок к Е. с. прямой солнечный свет.

ПОЛЯРИЗОВАНЕ СВІТЛО -світлові хвилі, електромагнітні коливання яких поширюються лише одному напрямку. Звичайне СВІТЛО поширюється в усіх напрямках, перпендикулярних до його руху. Залежно від сітки коливань вчені розрізняють три види поляризації: лінійну (площинну), кругову та еліптичну. У лінійно поляризованому світлі електричні коливання обмежуються лише одним напрямом, і магнітні коливання направлені під прямими кутами. Лінійно поляризоване світло виникає при ВІДРАЗУ, наприклад, від листа скла або поверхні води, при проходженні світла через деякі види кристалів, наприклад, кварцу, турмаліну або кальциту. Поляризаційний матеріал використовується в сонцезахисних окулярах, що поляризують, для того, щоб послабити яскраве світло шляхом відведення світла, що поляризується при відображенні.

в) Оптично активні речовини- середовища, що мають природну оптичну активність. Оптична активність - це здатність середовища (кристалів, розчинів, пари речовини) викликати обертання площини поляризації оптичного випромінювання (світла), що проходить через неї. Метод дослідження оптичної активності – поляриметрія.

г) Швидкість і точність визначення концентрації багатьох розчинів оптичним шляхом зробили цей метод дуже поширеним. Заснований він на явищі обертання площини поляризації світла.

Речовини, здатні обертати площину поляризації лінійного поляризованого світла, що падає на них, називаються оптично активними. Оптично активними можуть бути чисті рідини (наприклад, скипидар), деякі розчини речовин (водний розчин цукру), деякі вуглеводи. Напрямок обертання поверхні поляризації у різних речовин не однаково. Якщо дивитися назустріч променю, що проходить через речовину, то одна частина речовин обертає площину поляризації за годинниковою стрілкою (правообертальні речовини), інша – проти (лівообертаючі речовини). Деякі речовини мають дві модифікації, одна з яких обертає площину поляризації за годинниковою стрілкою, інша проти (кварц).

Природне світло, проходячи через поляризатор П, перетворюється на плоскополяризоване. Світлофільтр F пропускає на кварцову пластинку світло певної частоти. Кварцова пластинка вирізана перпендикулярно до оптичної осі, отже, світло поширюється вздовж цієї осі без подвійного променезаломлення. Якщо заздалегідь, за відсутності кварцової платівки, встановити аналізатор А на повне затемнення (ніколи схрещені), то при внесенні кварцової платівки поле зору просвітлюється. Для повного затемнення потрібно повернути аналізатор на деякий кут φ. Таким чином, поляризоване світло, що пройшло через кварц, не набуло еліптичної поляризації, а залишилося лінійно поляризованим; при проходженні через кварц площину поляризації лише обернулася на деякий кут, що вимірюється поворотом аналізатора А, необхідним для затемнення поля в присутності кварцу. Змінюючи светофильтр, можна виявити, що кут повороту площині поляризації щодо різних довжин хвиль різний, тобто. має місце обертальна дисперсія.

Для даної довжини хвилі кут повороту площини поляризації пропорційний товщині пластинки d:

де - кут повороту площини поляризації; d – товщина пластини; α – питоме обертання.

Питоме обертання залежить від довжини хвилі, природи речовини та температури. Наприклад, у кварцу α = 21,7 град/мм для λ = 589 нм та α = 48,9 град/мм для λ = 405 нм.

При поширенні лінійно поляризованого світла в розчині оптично активної речовини кут повороту площини поляризації залежить від товщини шару d і від концентрації розчину:

На рис. 2, а позначені: E1 – світловий вектор лівої складової, E2 – світловий вектор правої складової, РР – напрямок сумарного вектора E .

Якщо швидкості поширення обох хвиль неоднакові, то в міру проходження через речовину один із векторів, наприклад E1, буде відставати у своєму обертанні від вектора E2 (див. рис. 2 б), тобто. результуючий вектор E повертатиметься у бік більш «швидкого» вектора E2 і займе положення QQ. Кут повороту дорівнюватиме φ.

Відмінність швидкості поширення світла з різними напрямками кругової поляризації обумовлено асиметрією молекул або асиметричним розташуванням атомів в кристалі. Для вимірювання кутів повороту площини поляризації використовуються прилади, які називаються поляриметрами та сахариметрами.

29.Особливості випромінювання та поглинання енергії атомами та молекулами. Спектри (випромінювання та поглинання) атомарні, молекулярні та спектри кристалів. Спектрометрія та її застосування в медицині.

Атом і молекула можуть бути у стаціонарних енергетичних станах. У цих станах вони не випромінюють та не поглинають енергії. Енергетичні стани схематично зображують у вигляді рівнів. Найнижчий рівень енергії – основний – відповідає основному стану.

При квантових переходах атоми та молекули стрибкоподібно переходять з одного стаціонарного стану до іншого, з одного енергетичного рівня на інший. Зміна стану атомів пов'язані з енергетичними переходами електронів. У молекулах енергія може змінюватися у результаті електронних переходів, а й унаслідок зміни коливання атомів і переходів між обертальними рівнями. При переході з вищих енергетичних рівнів на нижні атом або молекула віддає енергію, при зворотних переходах поглинає. Атом в основному стані здатний лише поглинати енергію. Розрізняють два типи квантових переходів:

1) без випромінювання чи поглинання електромагнітної енергії атомом чи молекулою. Такий безвипромінний перехід відбувається при взаємодії атома або молекули з іншими частинками, наприклад, у процесі зіткнення. Розрізняють непружне зіткнення, у якому змінюється внутрішній стан атома і здійснюється безвипромінювальний перехід, і пружне - зі зміною кінетичної енергії атома чи молекули, але із збереженням внутрішнього стану;

2) з випромінюванням чи поглинанням фотона. Енергія фотона дорівнює різниці енергій початкового та кінцевого стаціонарних станів атома або молекули

Залежно від причини, що викликає квантовий перехід із випромінюванням фотона, розрізняють два види випромінювання. Якщо ця причина внутрішня і збуджена частка мимовільно переходить на нижній енергетичний рівень, таке випромінювання називають спонтанним. Воно випадково і хаотично за часом, частотою (можуть бути переходи між різними підрівнями), за напрямом поширення та поляризації. Звичайні джерела світла випромінюють переважно спонтанне випромінювання. Інше випромінювання вимушене, або індуковане. Воно виникає при взаємодії фотона з збудженою частинкою, якщо енергія фотона дорівнює різниці рівнів енергій. В результаті вимушеного квантового переходу від частинки будуть поширюватися в одному напрямку два однакові фотони: один - первинний, що змушує, а інший - вторинний, випущений. Енергія, що випромінюється атомами або молекулами, формує спектр випромінювання, а поглинається - спектр поглинання.

Квантові переходи здійснюються не між будь-якими енергетичними рівнями. Встановлено правила відбору, або заборони, що формулюють умови, за яких переходи можливі та неможливі або малоймовірні.

Енергетичні рівні більшості атомів та молекул досить складні. Структура рівнів і, отже, спектрів залежить від будови одиночного атома чи молекули, а й від зовнішніх причин.

Спектри є джерелом різноманітної інформації.

Насамперед із виду спектра можна ідентифікувати атоми і молекули, що входить у завдання якісного спектрального аналізу. За інтенсивністю спектральних ліній визначають кількість випромінюючих (поглинаючих) атомів – кількісний спектральний аналіз. При цьому порівняно легко знаходять домішки в концентраціях 105-106% і встановлюють склад зразків дуже малої маси - до декількох десятків мікрограмів.

За спектрами можна будувати висновки про будову атома чи молекули, структурі їх енергетичних рівнів, рухливості окремих елементів великих молекул тощо. Знаючи залежність спектрів від полів, що впливають на атом або молекулу, отримують інформацію про взаємне розташування частинок, бо вплив сусідніх атомів (молекул) здійснюється за допомогою електромагнітного поля.

Вивчення спектрів тіл, що рухаються, дозволяє на підставі оптичного ефекту Доплера визначити відносні швидкості випромінювача і приймача випромінювання.

Якщо врахувати, що по спектру речовини вдається зробити висновки про його стан, температуру, тиск тощо, то можна високо оцінити використання випромінювання та поглинання енергії атомами та молекулами як дослідницький метод.

Залежно від енергії (частоти) фотона, що випромінюється або поглинається атомом (або молекулою), класифікують такі види спектроскопії: радіо-, інфрачервона, видиме випромінювання, ультрафіолетова та рентгенівська.

За типом речовини (джерела спектра) розрізняють атомні, молекулярні спектри та спектри кристалів.

Молекулярні спектри- Спектри поглинання, випромінювання або розсіювання, що виникають при квантових переходах молекул з одного енергетич. стану до іншого. M. с. визначаються складом молекули, її структурою, характером хім. зв'язку та взаємодією з внеш. полями (і, отже, з оточуючими її атомами та молекулами). наиб. характерними виходять M. с. розріджених молекулярних газів, коли відсутнє розширення спектральних ліній тиском: такий спектр складається з вузьких ліній із доплерівською шириною.

Рис. 1. Схема рівнів енергії двоатомної молекули: aі б-електронні рівні; u " та u "" - коливальні квантові числа; J"і J"" - обертальні квантові числа.

Відповідно до трьох систем рівнів енергії в молекулі - електронної, коливальної та обертальної (рис. 1), M. с. складаються із сукупності електронних, коливань. і крутять. спектрів і лежать у широкому діапазоні ел-магн. хвиль – від радіочастот до рентг. сфери спектру. Частоти переходів між обертають. рівнями енергії зазвичай потрапляють у мікрохвильову область (у шкалі хвильових чисел 0,03-30 см-1), частоти переходів між колибатами. рівнями -в ІЧ-область (400-10 000 см -1), а частоти переходів між електронними рівнями - у видиму та УФ-області спектра. Цей поділ умовний, тому що часто крутять. переходи потрапляють і в ІЧ-область, коливання. переходи – у видиму область, а електронні переходи – в ІЧ-область. Зазвичай електронні переходи супроводжуються зміною коливань. енергії молекули, а при коливанні. переходах змінюється та обертають. енергія. Тому найчастіше електронний спектр є системою електронно-колебат. смуг, причому при високій роздільній здатності спектральної апаратури виявляється їх обертають. структури. Інтенсивність ліній та смуг у M. с. визначається ймовірністю відповідного квантового переходу. наиб. інтенсивні лінії відповідають переходу, дозволеному відбору правилами. До M. с. відносять також оже-спектри та рентг. спектри молекул(У статті не розглядаються; див. Оже-ефект, Оже-спектроскопія, Рентгенівські спектри, Рентгенівська спектроскопія).

Спектри кристалів(Оптичні) за структурою різноманітні. Поряд із вузькими лініями вони містять широкі смуги (відношення частоти n до швидкості світла звід часток до кількох тис. см -1) і суцільні області спектра, що сягають десятки тис. см -1(Див. Спектри оптичні). В інфрачервоній області спектрів поглинання спостерігаються смуги, пов'язані з квантовими переходами між енергетичними рівнями, зумовленими коливальними рухами частинок кристала, яким супроводжують зміни електричного дипольного моменту: поглинається фотон та народжується квант коливань кристалічних ґрат - фонон.Процеси, що супроводжуються народженням декількох фононів, «розмивають» і ускладнюють спектр, що спостерігається. У реальному кристалі є дефекти структури (див. Дефекти у кристалах), поблизу них можуть виникати локальні коливання, наприклад, внутрішні коливання домішкової молекули. При цьому в спектрі з'являються додаткові лінії з можливими супутниками, обумовленими зв'язком локального коливання з решітковими. В напівпровідникахдеякі домішки утворюють центри, у яких електрони рухаються на водневих орбітах. Вони дають спектр поглинання в інфрачервоній області, що складається із серії ліній, що закінчуються безперервною смугою поглинання (іонізація домішки). Поглинання світла електронами провідності та дірками у напівпровідниках та металахпочинається також в інфрачервоній ділянці (див. Металооптика). У спектрах магнітоупорядкованих кристалів аналогічно фононам проявляють себе магнони (див. Спинові хвилі).

У спектрі розсіяного світла через взаємодію світла з коливаннями решітки, у яких змінюється поляризуемость кристала, поруч із лінією вихідної частоти n o з'являються лінії, зрушені з обох боків від неї частоту гратових коливань, що відповідає народженню чи поглинанню фононів (див. Комбінаційне розсіювання світла, Рис. 1 ). Акустичні граткові коливання призводять до того, що при розсіюванні світла на теплових флуктуаціях у центральної (не зміщеної) релеївської лінії також з'являються бічні супутники, обумовлені розсіюванням на флуктуаціях щільності, що розповсюджуються (див. Розсіювання світла).

Більшість неметалічних кристалів за інфрачервоною областю у певному інтервалі частот є прозорими. Поглинання виникає знову, коли енергія фотона стає досить великою, щоб викликати переходи електронів з верхньої заповненої валентної зони нижню частину зони провідності кристала. Спектр цього інтенсивного власного поглинання світла відображає структуру електронних енергетичних зон кристала і простягається далі у видимий діапазон, у міру того, як «включаються» переходи між ін. енергетичними зонами. Положення краю власного поглинання визначає фарбування ідеального кристала (без дефектів). Для напівпровідників довгохвильова межа області власного поглинання лежить у ближній інфрачервоній області. іонних кристалів -у ближній ультрафіолетовій області. Внесок у власне поглинання кристала поруч із прямими переходами електронів дають і непрямі переходи, у яких додатково народжуються чи поглинаються фонони. Переходи електронів із зони провідності до валентних зон можуть супроводжуватися рекомбінаційним випромінюванням.

Електрон провідності та дірка завдяки електростатичному тяжінню можуть утворити пов'язаний стан – екситон. Спектр екситонів може змінюватись від водневих серій до широких смуг. Лінії екситонного поглинання лежать біля довгохвильової межі власного поглинання кристала Ексітони відповідальні електронні спектри поглинання молекулярних кристалів. Відома також екситонна люмінесценція.

Енергії електронних переходів між локальними рівнями дефектних центрів потрапляють зазвичай у область прозорості ідеального кристала, завдяки чому часто обумовлюють забарвлення кристала. Наприклад, у лужно-галоїдних кристалах збудження електрона, локалізованого в аніонній вакансії(F-центр фарбування), призводить до характеристичного фарбування кристала. Різні домішкові іони (наприклад, Тl в КСl) утворюють центри люмінесценції в кристалофосфорах. Вони дають електронно-коливальні (вібронні) спектри. Якщо електрон-фононна (вібронна) взаємодія в дефектному центрі слабка, то в спектрі з'являється інтенсивна вузька безфононна лінія (оптичний аналог лінії Месбауера ефекту ), до якої примикає «фононне крило» зі структурою, що відображає особливості динаміки кристала з домішкою ( Рис. 3 ). Зі зростанням вібронної взаємодії інтенсивність безфононної лінії падає. Сильний вібронний зв'язок призводить до широких безструктурних смуг. Оскільки частина енергії збудження в процесі коливальної релаксації до випромінювання розсіюється в іншому кристалі, максимум лінії люмінесценції лежить по довгохвильову сторону від лінії поглинання (правило Стокса). Іноді до моменту випромінювання світлового кванта в центрі не встигає встановити рівноважний розподіл за коливальними рівнями, при цьому можлива «гаряча» люмінесценція.

Якщо кристал містить як домішки атоми або іони перехідних або рідкісноземельних елементів, з недобудованими f-або d-оболонками, то можна спостерігати дискретні спектральні лінії, що відповідають переходам між підрівнями, що виникають внаслідок розщеплення атомних рівнів внутрішньокристалічним електричним полем

СПЕКТРОМЕТРІЯ - сукупність методів та теорія вимірювань спектрів ел.-магн. випромінювання та вивчення спектральних властивостей речовин і тіл в оптич. діапазон довжин хвиль(~1 нм - 1 мм). Вимірювання в С. здійснюються за допомогою спектральних приладів.