spektar

spektar (lat. spectrum: pojava, priviđenje).

1. Uređena raspodjela intenzitetâ mjerene veličine prikazanih ovisno o nekoj fizikalnoj veličini, npr. energiji, frekvenciji, brzini, masi i dr. Naziv je prvi put znanstveno uporabio Isaac Newton pri opisivanju duginih boja nastalih disperzijom bijele svjetlosti kroz optičku prizmu, poslije se proširio na sve elektromagnetske valove, a danas se primjenjuje i u područjima izvan optike.

Elektromagnetski spektar

Joseph Fraunhofer je početkom XIX. st. unaprijedio spektrometar i omogućio detaljno proučavanje elektromagnetskih spektara i razvoj spektrometrije, Léon Foucault pokazao je da su za neku tvar emisijske i apsorpcijske spektralne linije jednakih valnih duljina (1849), Jules Janssen i Joseph Norman Lockyer su, neovisno jedan o drugome, u Sunčevu spektru otkrili helij, tada nepoznati kemijski element (1868).

Elektromagnetski spektar obuhvaća sve vrste elektromagnetskih valova, od niskofrekventnih radiovalova (valne duljine od nekoliko kilometara) preko mikrovalova (30 cm do 1 mm) i područja optičkih spektara (infracrvenoga zračenja, vidljive svjetlosti, ultraljubičastoga zračenja; 1 mm do 1 nm) do visokofrekvencijskoga rendgenskog zračenja (valne duljine do približno 1 pm) i gama-zračenja.

Vidljivi spektar (koji zamjećuje ljudsko oko) odgovara nizu boja što nastaje rasapom bijele Sunčeve svjetlosti (→ duga), od ljubičaste (valne duljine 380 nm), preko plave, zelene, žute i narančaste do crvene (780 nm).

Emisijski spektar nastaje disperzijom (npr. s pomoću prizme ili optičke rešetke) zračenja koje emitiraju tijela, tekućine ili plinovi.

Apsorpcijski spektar nastaje raspršenjem elektromagnetskoga zračenja propuštenoga kroz tvari koje ga djelomično propuštaju, a djelomično apsorbiraju na svojstven, selektivan način. Prema Kirchhoffovu zakonu zračenja frekvencije zračenja koje neka tvar apsorbira odgovaraju frekvencijama koje bi ta tvar emitirala u usijanom stanju.

Kontinuirani spektar sadržava sve frekvencije, a takvo zračenje emitiraju tvari u čvrstom stanju.

Linijski, diskontinuirani ili atomski spektar, koji se sastoji od niza vrlo uskih, diskretnih, monokromatskih spektralnih linija, emitiraju ili apsorbiraju jednoatomni plinovi.

Vrpčasti spektar, koji se sastoji od širih linija, emitiraju ili apsorbiraju molekulski plinovi.

Rendgenski kontinuirani spektar (zakočno zračenje) sadržava sve frekvencije rendgenskih valova, a nastaje emisijom fotona iz elektrona koji naglo usporavaju gibanje.

Rendgenski linijski spektar (karakteristično zračenje) sadržava samo neke frekvencije rendgenskih valova, a nastaje kada atomi, kojima je upadni snop visokoenergijskoga zračenja izbio elektrone iz dijela elektronskog oblaka u blizini atomske jezgre, popunjavaju šupljine elektronima iz viših energijskih razina i pritom emitiraju rendgenske valove kojima frekvencija ovisi o vrsti atoma.

Rotacijski i vibracijski spektar potječu od rotacijske i vibracijske energije molekula.

Spektar nuklearne magnetske rezonancije nastaje tako što atomske jezgre koje se nalaze u vanjskome magnetskom polju pri prijelazu između magnetskih kvantnih stanja apsorbiraju radiovalove nekih frekvencija.

Razdvajanje spektralnih linija opaža se kad se promatraju spektri elektromagnetskih valova koje emitiraju ili apsorbiraju atomi u magnetnom ili električnom polju, a te se pojave nazivaju Zeemanov efekt ili Starkov efekt.

Primjena proučavanja elektromagnetskih spektara

Mjerenje položaja emisijskih ili apsorpcijskih spektralnih linija omogućilo je određivanje kemijskoga sastava neke tvari, mjerenje intenziteta linija omogućilo je određivanje koncentracije pojedinih kemijskih elemenata u mješavinama ili otopinama, a na temelju proučavanja spektara zvijezda prepoznata su njihova fizikalna i kemijska svojstva (→ spektralni razredi zvijezda). – Tumačenje nastanka elektromagnetskih spektara dovelo je do razjašnjenja strukture pojedinih atoma (→ kvantna mehanika). Spektri emisije, apsorpcije, raspršenja i polarizacije elektromagnetskoga zračenja primjenjuju se za objašnjenje strukture molekula, a služe i u kvalitativnoj i kvantitativnoj kemijskoj analizi.

Druge vrste spektara

Energijski spektar atoma ili molekule skup je energija svih stanja nekog atoma ili neke molekule, maseni spektar iona je raspodjela iona prema omjeru njihove mase i električnoga naboja, akustički (zvučni) spektar je prikaz zvuka u kojem se iskazuju amplitude snage ili tlaka pojedinih komponenata (frekvencija) složenoga zvučnoga vala i dr. (→ spektroskopija; masena spektrometrija)

Spektralna slika sinusne ili kosinusne funkcije: a(t) = A sin (2πv0t + φ) ili a(t) = A cos (2πv0t − φ), gdje je A amplituda, v0 frekvencija, φ fazni kut, t vrijeme, pokazuje ovisnost amplitude A (spektar amplitude) i faznoga kuta φ (spektar faze) o frekvenciji v0 s pomoću dvaju grafičkih prikaza u koordinatnome sustavu.

2. U prenesenom značenju, mnoštvo, obilje (spektar mogućnosti, spektar političkih stranaka).

Citiranje:
spektar. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2021. Pristupljeno 16. 5. 2022. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=57368>.