СВЕТ (ВИДИМОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ) - электромагнитное излучение, которое может непосредственно вызывать зрительное ощущение у человека. Границы спектральной области видимого излучения условны и могут выбираться различными для разных применений. Нижняя граница обычно считается лежащей между 380 и 400 нм, верхняя - между 760 и 780 нм (1 нм = 10-9 м). Видимое излучение содержит следующие основные составляющие с длинами волн: красную 760-620 нм, оранжевую 620-590 нм, желтую 590-560 нм, зеленую 560-500 нм, голубую 500-480 нм, синюю 480-450 нм и фиолетовую 450-400 нм. Более широкое толкование термина "свет" означает, что речь идет об оптическом излучении, которое включает ультрафиолетовое и инфракрасное излучения, хотя непосредственно глазом они не воспринимаются [3].
ИСТОЧНИКИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (ИСТОЧНИКИ СВЕТА) - преобразователи различных видов энергии в электромагнитную энергию оптического диапазона с условными границами от 1011 до 1017 Гц, что соответствует длинам волн излучения в вакууме от единиц нанометров до нескольких миллиметров. Источники классифицируют по признакам, которые позволяют отнести их к одной из двух больших групп - естественным и искусственным источникам излучения. Естественными И.О.И. являются Солнце, другие звезды, атмосфера планет и разряды в них, объекты животного и растительного мира. Искусственные И.О.И. различаются в зависимости от того, какой процесс лежит в основе получения излучения оптического диапазона. Особенностью многих естественных и искусственных И.О.И. является то, что их излучение включает не только собственное, характерное для них излучение, но и рассеянное или отраженное излучение других источников, например, Солнца. С учетом этого обстоятельства И.О.И. разделяют на источники-цели (или источники-объекты наблюдения) и источники, создающие излучение, сопровождающее проведение наблюдений. Такое излучение принято называть фоном. Разнообразие И.О.И. определяется многочисленностью способов преобразования различных видов энергии в световую, большой широтой оптического диапазона спектра, большим различием требований, которым должны удовлетворять И.О.И., применяемые в науке и технике. Искусственные И.О.И. классифицируют по видам излучений, роду используемой энергии, признакам эксплуатационного характера, конструктивным особенностям, назначению. По видам излучений И.О.И. разделяют на тепловые и люминесцентные. Тепловыми источниками оптического диапазона являются пламена, электрические лампы накаливания, стержневые и плоскостные излучатели с электронагревом, модели абсолютно черного тела, излучатели с газовым нагревом. Источники этого типа имеют, как правило, сплошной спектр. В люминесцентных И.О.И. используется люминесценция газов или твердых тел (кристаллофосфоров), возбуждаемая электрическим полем, например при прохождении через них электрического тока. Электрические разряды в газах используются в газоразрядных И.О.И., которые различаются в зависимости от вида газового разряда (дуговой, искровой, тлеющий, безэлектродный), характера излучающей среды (газы, пары металлов), режима работы (непрерывный, импульсный, импульсно-периодический). Спектры испускания большинства газоразрядных И.О.И. линейчатые, характерные для возбужденных атомов газа или пара, в которых происходит разряд. Распределение энергии в спектре, КПД, величина светового и лучистого потоков, яркость и другие характеристики зависят от рода газа или пара, его давления, величины разрядного тока, межэлектродного расстояния и других условий. В электролюминесцентных И.О.И. излучение твердых тел возникает либо в результате инжекционной электролюминесценции, характерной для p-n - перехода, включенного в цепь постоянного тока, либо в результате предпробойной электролюминесценции, наблюдаемой у порошкообразных активированных кристаллофосфоров при помещении их в диэлектрик между обкладками конденсатора, на который подается переменное напряжение. В катодолюминесцентных И.О.И. люминофор возбуждается быстрыми электронами. В радиоизотопных И.О.И. люминесценцию возбуждают продуктами радиоактивного распада некоторых изотопов. Особое место среди И.О.И. занимает источник излучения Черенкова-Вавилова, которое сопровождает пучок электронов, движущихся, например, в жидкой среде со сверхсветовой скоростью и которое не является по своей природе люминесценцией [2, 4].
ДЛИНА ВОЛНЫ - расстояние в направлении распространения периодической волны между двумя последовательными точками с одной и той же фазой колебаний; характеризует пространственный период волны. Длина волны (l) связана с периодом колебаний (T) и фазовой скоростью (uф) распространения волн соотношением l = ифТ. Длины волн оптического излучения измеряют в микронах (мкм) и нанометрах (нм); в эмиссионной спектроскопии длины волн спектральных линий измеряют в ангстремах (Å): 1 Å = 10-1 нм = 10-10 м [5].
ВОЛНОВОЕ ЧИСЛО - модуль волнового вектора, который в изотропной среде совпадает по направлению с направлением нормали к волновому фронту. В.Ч. связано с круговой частотой (w), фазовой скоростью (uф) и ее пространственным периодом (длиной волны l) соотношением k = 2p/l = w/uф . В спектроскопии В.Ч. называют величину, обратную длине волны (l-1) в вакууме. Для обозначения волнового числа в этом случае используют s или n . При анализе периодических процессов, развивающихся в пространстве, используется понятие пространственной частоты (l-1) или круговой пространственной частоты (2p/l). Единица измерения В.Ч. и пространственной частоты - обратный метр (м-1), обратный сантиметр (см-1) [5].
МОНОХРОМАТИЧЕСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ [от греч. monos - один, единственный и chroma - цвет) -электромагнитное излучение одной, строго постоянной частоты. В более широком смысле слова - излучение очень узкой области частот или длин волн, которое может быть охарактеризовано одним значением частоты или длины волны. Происхождение термина связано с тем, что различие в частоте световых волн воспринимается человеком как различие в цвете. Однако электромагнитные волны видимого диапазона, лежащие в интервале длин волн 380-760 нм, не отличаются от электромагнитных волн других диапазонов (ИК излучение, УФ излучение, рентгеновское излучение и др.), по отношению к которым также используется термин "монохроматический" (одноцветный), хотя никакого ощущения цвета эти волны не вызывают. Теория электромагнитного излучения, основанная на уравнениях Максвелла, описывает любое М.И. как гармонические колебания, происходящие с неизменной амплитудой и частотой в течение бесконечно долгого времени. Плоская монохроматическая волна электромагнитного излучения служит примером полностью когерентного поля, параметры которого неизменны в любой точке пространства и известен закон их изменения во времени. Однако процессы излучения всегда ограничены во времени, а потому понятие М.И. является идеализацией. Реальное излучение обычно представляет собой сумму некоторого числа монохроматических волн со случайными амплитудами, частотами, фазами, поляризацией и направлением распространения. Чем уже интервал, к которому принадлежат частоты наблюдаемого излучения, тем оно монохроматичнее. Так как идеальным М.И. не может быть по своей природе, то обычно монохроматическим считается излучение с узким спектральным интервалом, который можно приближенно характеризовать одной частотой (длиной волны). Чрезвычайно высокая монохроматичность характерна для излучения некоторых типов лазеров, у которых ширина спектрального интервала излучения не превышает 10-6 нм. Приборы, с помощью которых из спектра реального излучения выделяют узкие спектральные интервалы, называются монохроматорами.
ВОЛНОВОЙ ФРОНТ (ВОЛНОВАЯ ПОВЕРХНОСТЬ) - поверхность, во всех точках которой волна имеет в данный момент времени одинаковую фазу. Распространение волны происходит в направлении нормали к В.Ф. и может рассматриваться как движение В.Ф. через среду. В простейшем случае В.Ф. представляет плоскую поверхность, а соответствующая ему волна называется плоской. Существуют также сферические, цилиндрические и другие В.Ф. Излучение точечного источника в изотропной среде имеет В.Ф. сферической формы.
ФАЗОВАЯ СКОРОСТЬ - скорость распространения фазы гармонической волны в определенном направлении. Понятие Ф.С. можно применять, если гармоническая волна распространяется без изменения формы, что всегда выполняется при отсутствии дисперсии в линейных средах. Если имеет место зависимость Ф.С. от частоты (длины волны), то тогда говорят о дисперсии скорости волн. При наличии дисперсии негармонические волны меняют свою форму и понятие Ф.С. по отношению к таким волнам становится неприемлемым. В этом случае кроме Ф.С. вводят так называемую групповую скорость, которая характеризует скорость распространения всей группы волн. В отличие от групповой скорости Ф.С. нельзя измерить непосредственно. Ее определяют из соотношения uФ = с/п (с - скорость света в вакууме, п - показатель преломления среды) [6].
ГРУППОВАЯ СКОРОСТЬ - скорость движения группы волн, образующих в каждый данный момент времени локализованный в пространстве волновой пакет. Возникновение волнового пакета возможно у волн любой природы. Волновой пакет может быть разложен на сумму плоских монохроматических волн, частоты которых заключены в определенном интервале. Всякая реальная волна отождествляется с группой волн и представляет собой результат сложения бесконечных гармонических колебаний. Только в среде, лишенной дисперсии, реальная волна распространяется со скоростью, совпадающей с фазовой скоростью тех гармонических волн, сложением которых она образована. На опыте обычно регистрируют максимальную амплитуду, поэтому под Г.С. понимают скорость перемещения максимума энергии в исследуемой группе волн. Эта скорость может отличаться от скорости горбов и впадин волн, составляющих группу, каждая из которых перемещается с фазовой скоростью. Связь между групповой и фазовой скоростями определяется формулой Релея: