Вакуумная спектроскопия. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Вакуумная спектроскопия - раздел спектроскопии, включающий получение, исследование и применение спектров испускания, поглощения и отражения в вакуумной ультрафиолетовой (200-10 нм) и мягкой рентгеновской (от 10 до 0,4-0,6 нм) областях спектра. В этом интервале длин волн воздух обладает сильным поглощением, поэтому спектральные приборы должны быть вакуумными - их оптич. части, источник излучения и приёмник помещают в откачанную до давления 10^-4-10^-5 мм рт. ст. герметич. камеру, к-рую можно заполнить инертным газом (миним. длина волны излучения, к-рую при этом можно использовать, -ок. 58 нм -получается при заполнении камеры гелием).

Спектральные приборы и методы, применяемые в вакуумной спектроскопии, обладают рядом специфич. особенностей. Не существует оптич. материалов, прозрачных во всей вакуумной области, поэтому в её КВ-области окна, линзы и призмы непригодны. В КВ-приборах с длиной волны

до 110 и 125 нм с призмами и линзами применяют кристаллы LiF и CaF₂. Для ещё более коротковолновой области изготовляют вакуумные приборы с вогнутыми дифракц. решётками; в этом случае дополнит. фокусирующие системы не нужны. В приборах для

>110 нм, имеющих отражающие покрытия с достаточно высоким коэф. отражения (напр., алюминий с защитным слоем из LiF или MgF₂), используются вогнутые решётки, на к-рые излучение падает под углами, близкими к нормали. В этой же области работают приборы с плоской решёткой и отражающей фокусирующей оптикой. Для

<100 нм коэф. отражения всех материалов при нормальном падении значительно уменьшается, и для повышения светосилы спектрального прибора разработаны схемы со скользящим падением излучения на вогнутую дифракц. решётку, причём миним. рабочая длина волны (в нм) примерно равна значению угла скольжения излучения (в град); коротковолновая граница рабочей области таких приборов 5-1 нм. Повышение дисперсии и разрешающей способности приборов с вогнутой дифракц. решёткой осуществляется увеличением радиуса кривизны (достигает 10 м), а также уменьшением периода решётки (число штрихов до 3600 на 1 мм). Для исследования излучения

<~1,5 нм применяют спектральные приборы, в к-рых диспергирующим элементом служит кристалл (слюда, кварц и т. д.).

В качестве источников излучения в вакуумной спектроскопии служат газовые разряды, электрич. искры, рентг. трубки, а также плазма, образующаяся в вакууме при фокусировке мощного импульсного лазерного излучения на твёрдую мишень. Важным способом получения спектров в вакуумной спектроскопии является пучково-плёночный метод, в к-ром атомные или ионные спектры возбуждаются при прохождении через тонкую фольгу пучка быстрых ионов. Абс. стандартом интенсивности в вакуумной спектроскопии является синхротронное излучение.

Для регистрации спектров в вакуумной спектроскопии применяются спец. маложелатиновые фотоматериалы и фотоэлектрич. приёмники: фотодиоды, ионизац. камеры, счётчики фотонов, фотоумножители и т. д. Составленные из миниатюрных (диам. до 10 мкм) каналовых электронных умножителей микроканаловые пластины позволяют получать изображения спектров в вакуумной области и объединяют, т. о., свойства фотографич. и фотоэлектрич. методов регистрации. Для градуировочных целей в вакуумной спектроскопии используются также термопары.

Ввакуумная спектроскопия широко применяется при исследованиях атомов, ионов, молекул и твёрдых тел для изучения их энергетич. структуры, вероятностей переходов и др. характеристик. В область

<200 нм попадают резонансные переходы ряда нейтральных атомов, подавляющего большинства одно- и двукратно ионизованных атомов, а также всех ионов более высокой кратности ионизации. Электронно-колебательно-вращательные переходы многих молекул, как и прямые переходы из валентной зоны в зону проводимости у нм. полупроводников, также расположены в вакуумной УФ-области спектра. В KB-части вакуумного диапазона

находятся L-, M- и т. д. серии рентгеновских спектров. Вакуумная спектроскопия имеет большое значение для диагностики высокотемпературной плазмы, в работах по получению УТС, а также для исследования Солнца, звёзд, туманностей и т. д.

Литература по вакуумной спектроскопии

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.