другу. Если эти силы сохраняют своё направление при распространении, то световая волна называется линейно-поляризованной (см. Поляризация света). С установлением тождества световых и электромагнитных волн оптический спектр следует рассматривать как часть электромагнитного спектра; однако, как уже было отмечено выше, оптич. излучения, охватывающие область спектра от инфракрасных лучей до рентгеновских лучей, по характеру взаимодействия с веществом требуют также специфических — оптических — методов изучения, в отличие от радиоволн, методика изучения к-рых совершенно иная (колебательные электрич.
Рис. 20. Распространение электромагнитных волн от точечного источника: Е — напряженность электрического поля, Н — магнитного, О^центр возмущения, Сх — скорость и направление распространения волн.
устройства). Для исследования спектрального состава оптич. излучений их пропускают через спектральные аппараты, к-рые пространственно разделяют различные монохроматические (одноцветные) участки спектра.
Электромагнитная теория С. приводит с необходимостью к представлению, что и излучение С. должно представлять собой электромагнитный процесс.
Электромагнитная модель излучения С. Элек тромагнитные волны в свободном пространстве возникают в том случае, когда в каком-либо месте происходит нестационарное (переменное) движение электрич. зарядов. Такое движение зарядов может происходить, напр., в системе тел, состоящей из двух метал лич. шаров А и В, заряженных вначале разноимёнными зарядами и соединённых затем проводником С (рис. 21). Вокруг такого проводника начинают распространяться затухающие электромагнитные волны. Аналогичное явление произошло бы, если бы заряженные шары, будучи разъединены электрически, совершали относительно друг друга периодические (или квазипериодические) движения. — Классич. электромагнитная теория света (электронная теория) исходит из предположения, что разноимённые заряды, из к-рых построены атомы и молекулы, совершают относительно друг друга колебательные движения подобного рода, после того как они (ударом, возбуждением световой волной и т. д.) выведены из положения устойчивого равновесия, и благодаря этим движениям излучают электромагнитные волны, к-рые и представляют собой С. Таким образом, атомы и молекулы светящихся тел являются элементарными источниками С. Следовательно, характер излучаемого С. зависит в большой степени от строения атомов веществ и их взаимодействия между собой. Явление Зеемана (расщепление спектральных линий в магнитном поле) заставляет принять, что излучение С. обусловлено колебаниями электронов в атоме (т. н. квазиупругих электронов). При этом видимый С. излучается электронами, находящимися в атомев самой внешней его оболочке (валентными, электронами), рентгеновские же лучи испускаются внутренними электронами.
Явления излучения наиболее просты в том случае, если между атомами излучающего тела практически нет взаимодействия и если атомы обладают очень незначительным тепловым движением. Такие условия имеют место в разреженных газах при очень низких температурах (напр., при температуре жидкого воздуха). В этом случае можно считать, что оптич. колебания в каждом из атомов совершаются совершенно независимо от других атомов и не подвергаются внешним возмущениям. Колебания электронов и излучение света у таких изолированных ато — i мов вполне аналогии- | ны излучению элек — с| трического осциллято- . ра, совершающего затухающие колебания. 1 Наличие затухания (обусловленного излучением) приводит к тому, что вместо идеальРис. 21. но монохроматической волны будет излучаться спектр волн. Однако сколько-нибудь заметной энергией в нём будут обладать только волны, частота к-рых непосредственно примыкает к частоте колебаний электрона, так что спектр световых волн, обладающих заметной энергией, очень узок (рис. 22). Поэтому в спектроскопе этот спектр изображается в виде чрезвычайно узкой полоски, называемой спектральной линией. Ширина этого спектрального интервала ДА (А — длина волны) называется естественной шириной спектральной линии.
В экспериментальной физике такие излучения часто называют монохроматическими (одноцветными) (см. Монохроматический свет). На самом деле они являются только квазимонохроматическими (т. е. кажущимися монохроматическими). Измерения распределения интенсивности в спектральных линиях подтверждают изложенные здесь закономерности и т. о. подкрепляют представление об электронных осцилляторах в атомах и молекулах.
Представление об атомах и молекулах как элементарных источниках С. подтверждается и рядом других явлений, сопутствующих излучению С. Тепловое движение газовых молекул должно привести к изменению частот излучаемого ими С., согласно принципу Допплера, что действительно имеет место (рис. 23). Вследствие этого эффекта спектр частот испускаемых линий расширяется от основной частоты в обе стороны. При обычных температурах расширение линий в видимой части спектра, обусловленное явлением Допплера, значительно превосходит (в сотни и тысячи раз) их естественную ширину. Тепловое движение молекул приводит ещё к целому ряду причин, вызывающих расширение. При столкновениях молекул нарушаются колебания электронов в них, и это также приводит к большому расширению спектральных линий. Нарушение колебаний может происходить также вследствие мгновенных изменений частоты, обусловленных, с одной стороны, резонансным взаимодействием молекул при их сближении, с другой — влиянием постоянных внутренних (молекулярных) электрич. полей соседних молекул на частоту
