МОНОХРОМАТИЧЕСКИЙ СВЕТ

МОНОХРОМАТИЧЕСКИЙ СВЕТ (от моно... и греч. chroma, род. падеж chro-matos - цвет), 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 физ. 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. Теоретич. анализ показывает, что испускание строго монохроматич. волны должно продолжаться бесконечно долго. Реальные же процессы излучения ограничены во времени, и поэтому в них одновременно испускаются волны всех частот, принадлежащих нек-рому интервалу. Чем уже этот интервал, тем "моно-хроматичнее" излучение. Так, очень близко к М. с. излучение отд. линий спектров испускания свободных атомов (напр., атомов газа). Каждая из таких линий соответствует переходу атома из состояния т (с большей энергией) в состояние п (с меньшей энергией). Если бы энергии этих состояний имели строго фиксированные значения Е_т и Е_п, атом излучал бы М. с. частоты v_mn = 2пw_nm = = (Е_т - E_n)/h (см. Излучение). Здесь h - Планка постоянная, равная 6,624*10-²⁷эрг -сек. Однако в состояниях с большей энергией атом может находиться лишь малое время Д? (обычно 10-⁸ сек - т. н. время жизни на энерге-тич. уровне), и, согласно неопределённостей соотношению для энергии и времени жизни квантового состояния (ДEДt>=h), энергия, напр., состояния т может иметь любое значение между Ет + ДЕ и Е_т - ДЕ. За счёт этого излучение каждой линии спектра приобретает "разброс" частот Av_mn = 2ДE/h = 2/Дt (подробнее см. Ширина спектральных линий).

При испускании света (или электромагнитного излучения др. диапазонов) реальными источниками в них происходит множество переходов между различными энергетич. состояниями; поэтому в таком излучении присутствуют волны мн. частот. Приборы, с помощью к-рых из света выделяют узкие спектральные интервалы (излучение, близкое к М. с.), наз. моно-хроматорами. Чрезвычайно высокая монохроматичность характерна для излучения нек-рых типов лазеров (его спектральный интервал может быть значительно уже, чем у линий атомных спектров).

Лит.: Б о р н М., Вольф Э., Основы оптики, пер. с англ., 2 изд., М., 1973; К а-литеевский Н. И., Волновая оптика, М., 1971. Л. Н. Капорский.