Теоретическое введение. Основные характеристики электромагнитного излучения
Основные характеристики электромагнитного излучения. Спектральные и другие оптические методы исследования основаны на использовании различных явлений и эффектов, возникающих при взаимодействии вещества и электромагнитного излучения.
Поскольку свет имеет двойственную природу – волновую и корпускулярную, для его описания используется два вида характеристик – волновые и квантовые. К волновым характеристикам относятся частота колебаний, длина волны и волновое число, к квантовым – энергия квантов.
Частота колебаний n показывает число колебаний в 1 с, измеряется в герцах (Гц). Высокие частоты измеряются в килогерцах (1 кГц = 103 Гц), мегагерцах (1 мГц = 106 Гц) и т.д. Например, красный свет характеризуется частотой 4×104 Гц, зеленый – 6×1014 Гц.
Длина волны l показывает наименьшее расстояние между точками, колеблющимися в одинаковых фазах. Это линейная единица, измеряется в СИ в метрах (м) и его долях – сантиметрах (см), миллиметрах (мм), нанометрах (1 нм=10-9м) и т.д. Например, зеленый свет представляет собой электромагнитные колебания с длиной волны l=500–550 нм, или 5×105 – 5,5×105 см. В зависимости от длины волны в электромагнитном спектре обычно выделяют следующие участки:
| Интервал длин волн | Участок спектра |
| 10-4- 0,1 нм, или 10-13- 10-10м | g- Излучение |
| 10-2- 10 нм, или 10-11- 10-8 м | Рентгеновское излучение |
| 10 – 400 нм, или 10-8- 4×10-7м | Ультрафиолетовое излучение |
| 400–760нм, или 4×10-7 - 7,6×10-7м | Видимый свет |
| 760 – 106нм, или 7,6×10-7- 10-3м | Инфракрасное излучение |
| 10-3м-1м | Микроволны или сверхвысокие частоты |
| l > 1 м | Радиоволны |
Длина волны и частота колебаний связаны между собой соотношением
,
где c – скорость света.
Если скорость света выражена в см/с, а длина волны – в см, то 
, где n выражена в Гц.
Например, для зеленого света 
нм=5×10-5см, частота 
=6×1014 Гц.
Величину, обратную длине волны, называют волновым числом 
и выражают обычно в обратных сантиметрах (см-1). Например, для зеленого света = 1/5×10-5 = 2×104см-1.
Энергия электромагнитного излучения определяются соотношением
,
где h - постоянная Планка, равная 6,62×10-34Дж× с.
Дата добавления: 2014-12-18; просмотров: 787;