Что (кто) такое Монохроматический свет - определение

электромагнитная волна одной определённой и строго постоянной частоты из диапазона частот, непосредственно воспринимаемых человеческим глазом (см. Свет). Происхождение термина "М. с." связано с тем, что различие в частоте световых волн воспринимается человеком как различие в цвете. Однако по своей физической природе электромагнитные волны видимого диапазона не отличаются от волн др. диапазонов (инфракрасного, ультрафиолетового, рентгеновского и т. д.), и по отношению к ним также используют термин "монохроматический" ("одноцветный"), хотя никакого ощущения цвета эти волны не дают.

Понятие "М. с." (как и "монохроматическое излучение" вообще) является идеализацией. Теоретический анализ показывает, что испускание строго монохроматической волны должно продолжаться бесконечно долго. Реальные же процессы излучения ограничены во времени, и поэтому в них одновременно испускаются волны всех частот, принадлежащих некоторому интервалу. Чем у́же этот интервал, тем "монохроматичнее" излучение. Так, очень близко к М. с. излучение отдельных линий спектров испускания свободных атомов (например, атомов газа). Каждая из таких линий соответствует переходу атома из состояния m (с большей энергией) в состояние n (с меньшей энергией). Если бы энергии этих состояний имели строго фиксированные значения E_m и E_n, атом излучал бы М. С. частоты ν_mn = 2πω_mn = (E_m - E_n)/h (см. Излучение). Здесь h - Планка постоянная, равная 6,624 ․10^-27 эрг ․сек. Однако в состояниях с большей энергией атом может находиться лишь малое время Δt (обычно 10^-8 сек - т. н. Время жизни на энергетическом уровне), и, согласно неопределённостей соотношению (См. Неопределённостей соотношение) для энергии и времени жизни квантового состояния (ΔЕΔt ≥ h), энергия, например, состояния m может иметь любое значение между E_m + ΔE и E_m - ΔЕ. За счёт этого излучение каждой линии спектра приобретает "разброс" частот Δν_mn = 2ΔЕ/h = 2/Δt (подробнее см. Ширина спектральных линий).

При испускании света (или электромагнитного излучения др. диапазонов) реальными источниками в них происходит множество переходов между различными энергетическими состояниями; поэтому в таком излучении присутствуют волны многих частот. Приборы, с помощью которых из света выделяют узкие спектральные интервалы (излучение, близкое к М. с.), называют Монохроматорами. Чрезвычайно высокая монохроматичность характерна для излучения некоторых типов Лазеров (его спектральный интервал может быть значительно уже, чем у линий атомных спектров).

Лит.: Борн М., Вольф Э., Основы оптики, пер. с англ., 2 изд., М., 1973; Калитеевский Н. И., Волновая оптика, М., 1971.

Л. Н. Каперский.

. см. свет
.