Спектр - што такое? Яго вызначэнне і прымяненне

Артыкул раскрывае паняцце «спектр»: што такое, якіх бывае відаў, дзе ўжываецца. Апісваюцца бачны і недаступны чалавечаму воку дыяпазоны электрамагнітных ваганняў. Паказаны вобласці жыцця, якія развіваюцца дзякуючы навуцы аб спектрах - спектраскапіі.

Бачны чалавеку свет

Чалавечае вока - цуд прыроды, вяршыня эвалюцыі. Усе віды жывых істот ўспрымаюць свет па-свойму. Нам жа дасталася роля гледачоў. Псіхолагі сцвярджаюць, што да дзевяноста адсоткаў інфармацыі наш мозг успрымае праз колеры і адценні. Бо зрок настолькі важна, варта адказаць на пытанне: "Спектр - што такое і якую ролю адыгрывае ў жыцці чалавека?" Напэўна нават самыя маленькія чытачы чулі, простую считалочку пра вясёлку: «Кожны паляўнічы жадае ведаць, дзе сядзіць фазан». Першыя літары гэтага няхітрага выразы падказваюць парадак назваў кветак. Такім чынам, большасці людзей даступныя колеру з чырвонага па фіялетавы. Усё, што ўспрымае чалавечае вока, з'яўляецца спалучэннем і асвятленнем гэтых адценняў. Аднак мы бачым не ўсе часткі спектру. Нам даступны толькі бачны дыяпазон. Ён так называецца менавіта таму, што вочы нашага выгляду, homo sapiens, яго ўспрымаюць. Характэрна, што некаторыя людзі бачаць трохі больш - напрыклад, у блізкай інфрачырвонай або ўльтрафіялетавай вобласці. Кажуць, што першае часцей даступна жанчынам, а другое - мужчынам.

паняцце спектру

Такім чынам, размеркаванне значэння некаторай велічыні - спектр. Што такое гэта паняцце, зараз разбярэмся. Дапусцім, з крамы чалавек прыносіць шмат прадуктаў. Самы лёгкі з іх - курынае яйка, самы цяжкі - тушка курыцы. Спектр мас прынесеных пакупак ляжыць паміж гэтымі двума межамі. І калі мы ўзважым кожны прадукт паасобку і складзем табліцу, колькі і якой масы знаходзіцца ў сумцы, мы атрымаем поўны спектр мас.

электрамагнітны спектр

Але часцей за ўсё маецца на ўвазе іншы аспект паняцця «спектр». Што такое маецца на ўвазе пад гэтым, раскрыем ніжэй. Нашым светам кіруюць электрамагнітныя хвалі. Аб іх прыродзе можна казаць гадзінамі, аднак не будзем адцягвацца. Нагадаем толькі тое, што яны спараджаюцца рухаюцца зараджанымі часціцамі. Шкала электрамагнітных хваляў ўключае значна больш, чым спектр колераў, якія здольныя бачыць нашы вочы. Радыёхвалі, інфрачырвонае выпраменьванне, ультрафіялет, рэнтген і ўжо тым больш гама-выпраменьванне - усё гэта недаступна нашаму непасрэднаму ўспрыманню. Уявіце, калі б чалавек быў здольны зафіксаваць, «убачыць», напрыклад, вай-фай, або сігнал радыё ў машыне, або тэмпературу цела. Здаецца неверагодным, што гэта магчыма. Свет быў бы зусім іншым, умей людзі такое. Аднак ёсць на нашай планеце істоты, якія ўспрымаюць навакольную прастору менавіта так, напрыклад змеі або прусакі.

віды спектру

Напэўна шматлікія, прачытаўшы папярэдні абзац, спытаюць сябе: "Спектр - што такое? Няўжо толькі электрамагнітныя хвалі?" Адказ просты: не. Тое, пра што пойдзе гаворка ніжэй, мае нейкае дачыненне да статыстыкі, але няхай чытач не палохаецца, бо нічога складанага не прадугледжваецца. Такім чынам, калі ёсць любая велічыня, якая здольная прымаць некаторыя дыскрэтныя значэнні ў ніжніх і верхніх межах, то для яе магчымы спектр. Што гэта можа апынуцца за велічыня, зусім не важна. Яна нават неабавязкова павінна быць што вылічаецца тыпу памеру або аб'ёму. Гэта можа здацца неверагодным, але ў штодзённасці падобнае сустракаецца на кожным кроку. Мама рыхтуе добра сарок тры стравы - гэта яе кулінарны спектр. Дзіця чытае ад двух да дзесяці кніг у месяц - гэта спектр колькасці прачытаных кніг. А вось усе прачытаныя друкаваныя выданні вызначаюць спектр ведаў чалавека. Тата п'е толькі вішнёвы і кавуновы сокі, і гэта яго спектр напояў. Як можна ўбачыць, паняцце ўжываецца вельмі шырока. Нават калі чалавек стаіць перад прылаўкам з марозівам, то гэта - спектр яго выбару. Не кажучы аб штодзённых варыянтах дзеянняў, абумоўленых асабістым вопытам і мараллю.

Віды аптычнага спектру

Гаворачы аб электрамагнітных хвалях, мы закранулі такое паняцце, як спектр колераў. Аднак усё далёка не так проста. Звычайны колер прадмета вызначае, які даўжыні хвалі фатон адлюстроўваецца ад яго паверхні. Але любое цвёрдае цела валодае, акрамя знешніх граняў, яшчэ і ўнутранай структурай, якая схаваная ў яго аб'ёме. Менавіта спектры дапамагаюць яе вызначыць. Але ў дадзеным выпадку вагаюцца ня фатоны, а часціцы самага рэчыва. І гэтыя ваганні, дакладней іх спектр, паведамляе ўсё пра свае сувязі ўнутры структуры. Убачыць ці нейкім чынам зафіксаваць такую інфармацыю без спецыяльных прыбораў немагчыма.

Прымяненне аптычных спектраў

Аднак вобласць прымянення гэтых спектраў сапраўды бязмежная. Існуе асобная галіна фізічных ведаў, прысвечаная іх вывучэнню і ўжыванню. Біялогія, крышталяграфія, ядзерная энергетыка, засваенне і вывучэнне космасу не змаглі б дасягнуць сучаснага ўзроўню, калі б не было ў чалавецтва выдатнага спосабу даследаваць свет - спектраскапіі. Нават медыцына ведае прыклады выкарыстання такога інструмента, як спектр. Вызначэнне хімічнага складу крыві і плазмы падкажа, якіх менавіта элементаў не хапае ў арганізме. Можна шматлікія захворванні выяўляць на ранніх стадыях. Асабліва важна гэта для рака і безуважлівага склерозу.