Спектр (множественное число спектров или спектры ) [1] является условием , что не ограничиваются конкретным набором значений , но может изменяться, без ступенек, через континуум . Это слово впервые было использовано в научной оптике для описания радуги цветов в видимом свете после прохождения через призму . По мере развития научного понимания света он стал применяться ко всему электромагнитному спектру .
Спектр с тех пор применяется по аналогии к темам за пределами оптики. Таким образом, можно говорить о « спектре политических взглядов », или «спектре активности» наркотика, или « спектре аутизма ». В этих случаях значения в пределах спектра не могут быть связаны с точно поддающимися количественной оценке числами или определениями. Такое использование подразумевает широкий спектр условий или поведения, сгруппированных вместе и изученных под одним заголовком для простоты обсуждения. Ненаучное использование термина спектр иногда вводит в заблуждение. Например, один лево-правый спектрполитических убеждений не отражает всего спектра политических убеждений людей. Политологи используют множество двухосных и многоосных систем для более точной характеристики политического мнения.
В большинстве современных применений спектра есть объединяющая тема между крайностями на обоих концах. Это не всегда было верно в старом использовании.
Этимология [ править ]
В латинском , спектр означает «образ» или « ЯВЛЕНИЕ », в том числе смысл « призраком ». Призрачное свидетельство - это свидетельство того, что было сделано призраками людей, физически отсутствующих, или свидетельство слухов о том, что говорили призраки или видения сатаны . Он использовался для осуждения ряда лиц в колдовстве в Салеме, штат Массачусетс, в конце 17 века. Слово «Спектр» [Spektrum] строго используется для обозначения призрачного оптического остаточного изображения по Гете в его теории цвета и Шопенгауэр вО зрении и цветах .
Приставка «спектро-» используется для образования слов, относящихся к спектрам. Например, спектрометр - это устройство, используемое для записи спектров, а спектроскопия - это использование спектрометра для химического анализа .
Физическая наука [ править ]
В 17 - м века, слово спектр был введен в оптику с помощью Исаака Ньютона , имея в виде диапазон цветов наблюдается при белом свете рассредоточен через призму . [2] [3] Вскоре этим термином стали обозначать график интенсивности или мощности света как функции частоты или длины волны , также известный как график спектральной плотности .
Термин « спектр» был расширен для применения к другим волнам , таким как звуковые волны, которые также можно было измерить как функцию частоты, частотного спектра и спектра мощности сигнала. Этот термин теперь применяется к любому сигналу, который может быть измерен или разложен по непрерывной переменной, такой как энергия в электронной спектроскопии или отношение массы к заряду в масс-спектрометрии . Спектр также используется для обозначения графического представления сигнала как функции зависимой переменной.
Электромагнитный спектр [ править ]
Электромагнитный спектр относится к полному диапазону всех частот электромагнитного излучения [4], а также к характерному распределению электромагнитного излучения, испускаемого или поглощаемого этим конкретным объектом. Устройства, используемые для измерения электромагнитного спектра, называются спектрографом или спектрометром . Видимый спектр представляет собой часть электромагнитного спектра , который можно увидеть с помощью человеческого глаза . Длина волны видимого света составляет от 390 до 700 нм . [5] спектр поглощения из химического элемента или химического соединенияпредставляет собой спектр частот или длин волн падающего излучения, которые поглощаются соединением из-за переходов электронов из более низкого энергетического состояния в более высокое. Спектр излучения относится к спектру излучения , испускаемого соединением за счет электронных переходов от более высокого к более низкой энергии состояния.
Свет из множества разных источников содержит разные цвета, каждый со своей яркостью или интенсивностью. Радуга или призма посылает эти составляющие цвета в разные стороны, делая их индивидуально видимыми под разными углами. График зависимости интенсивности от частоты (показывающий яркость каждого цвета) представляет собой частотный спектр света. Когда все видимые частоты присутствуют одинаково, воспринимаемый цвет света белый, а спектр представляет собой плоскую линию. Поэтому спектры с плоскими линиями в общем часто называют белыми , независимо от того, представляют ли они свет или другой тип волнового явления (например, звук или вибрацию в конструкции).
В радио и телекоммуникациях частотный спектр может совместно использоваться многими различными вещательными компаниями. Радиочастотный спектр является частью электромагнитного спектра , соответствующих частотам ниже 300 понизить ГГц, что соответствует длинам волн больше , чем около 1 мм. В СВЧ - спектр соответствует частотам между 300 МГц (0,3 ГГц ) до 300 ГГц и длиной волны от одного метра и одного миллиметра. [6] [7] Каждая радио- и телестанция передает волну в назначенном диапазоне частот, называемом каналом.. Когда присутствует много вещателей, радиоспектр состоит из суммы всех отдельных каналов, каждый из которых несет отдельную информацию, разбросанную по широкому спектру частот. Любой конкретный радиоприемник обнаружит единственную функцию амплитуды (напряжения) от времени. Затем радио использует настроенную схему или тюнер для выбора одного канала или полосы частот и демодуляции или декодирования информации от этого вещателя. Если бы мы построили график зависимости мощности каждого канала от частоты тюнера, то это был бы частотный спектр сигнала антенны.
В астрономической спектроскопии сила, форма и положение линий поглощения и излучения, а также общее спектральное распределение энергии континуума раскрывают многие свойства астрономических объектов. Звездная классификация - это категоризация звезд на основе их характерных электромагнитных спектров. Спектральная плотность потока используется для представления спектра светового источника, такие как звезда.
В радиометрии и колориметрии (или в науке о цвете в более общем плане) спектральное распределение мощности (SPD) источника света является мерой мощности, вносимой каждой частотой или цветом в источнике света. Спектр света обычно измеряется в точках (часто 31) вдоль видимого спектра в пространстве длин волн, а не в пространстве частот, что не делает его строго спектральной плотностью. Некоторые спектрофотометры могут измерять с шагом от одного до двух нанометров.. значения используются для расчета других характеристик, а затем наносятся на график для отображения спектральных атрибутов источника. Это может быть полезно при анализе цветовых характеристик конкретного источника.
Масс-спектр [ править ]
График содержания ионов как функции отношения массы к заряду называется масс-спектром. Его можно получить с помощью масс-спектрометра . [8] Масс-спектр можно использовать для определения количества и массы атомов и молекул. Тандемная масс-спектрометрия используется для определения молекулярной структуры.
Энергетический спектр[ редактировать ]
В физике энергетический спектр частицы - это количество частиц или интенсивность пучка частиц как функция энергии частицы. Примеры способов , которые производят энергетический спектр являются спектроскопии альфа-частиц , спектроскопии потерь энергии электронов , и ионно-кинетической энергии спектрометрии масс-анализировались .
Дискретный спектр [ править ]
В физике, особенно в квантовой механике , некоторые дифференциальные операторы имеют дискретные спектры с промежутками между значениями. Общие случаи включают гамильтониан и оператор углового момента .
Спектрограмма [ править ]
В акустике , A - спектрограмма представляет собой визуальное представление частотного спектра звука в зависимости от времени или другой переменной.
Источник звука может иметь микширование множества различных частот. Музыкальный тон «ы тембр характеризуется его гармоническим спектром . Звук в окружающей среде, который мы называем шумом, включает много разных частот. Когда звуковой сигнал содержит смесь всех слышимых частот, равномерно распределенных по звуковому спектру, это называется белым шумом . [9]
Анализатор спектра является инструментом , который может быть использован для преобразования звуковой волны в музыкальных нотах в визуальное отображение частот составляющих. Этот визуальный дисплей называется акустической спектрограммой . Анализаторы звукового спектра на основе программного обеспечения доступны по низкой цене, обеспечивая легкий доступ не только для профессионалов отрасли, но и для ученых, студентов и любителей . Акустическая спектрограмма, созданная анализатором спектра, обеспечивает акустическую подпись музыкальной ноты. Помимо выявления основной частоты и ее обертонов, спектрограмма также полезна для анализа временной атаки , затухания и т. Д.сустейн и выпуск музыкальной ноты.
Биологическая наука [ править ]
Антибиотик спектр активности является компонентом классификации антибиотика . Антибиотик широкого спектра активен в отношении широкого спектра бактерий, [10] , тогда как антибиотик узкого спектра эффективен против конкретных семейств бактерий. [11] Примером широко используемого антибиотика широкого спектра действия является ампициллин . [11] Примером антибиотика узкого спектра действия является диклоксациллин , который действует на грамположительные бактерии, продуцирующие бета-лактамазу, такие как Staphylococcus aureus . [12]
В психиатрии спектральный подход использует термин «спектр» для описания ряда связанных состояний, иногда также расширяясь за счет включения отдельных симптомов и черт . Например, спектр аутизма описывает ряд состояний, классифицируемых как расстройства нервного развития .
Математика [ править ]
В математике , то спектр матрицы является мультимножеством из собственных значений матрицы.
В функциональном анализе понятие спектра ограниченного оператора является обобщением концепции собственных значений матриц.
В алгебраической топологии , спектр представляет собой объект , представляющий собой обобщенную теорию когомологий .
Социальные науки [ править ]
В социальной науке , экономический спектр используются для обозначения диапазона социального класса вдоль какого - либо показателя богатства или дохода. В политической науке термин « политический спектр» относится к системе классификации политических позиций по одному или нескольким измерениям, например, в диапазоне, включающем правое и левое крыло.
Ссылки [ править ]
 | Посмотрите спектр в Wiktionary, бесплатном словаре. |
- ↑ Dictionary.com. Архивировано 23 февраля 2008 г. на Wayback Machine . Словарь английского языка американского наследия , четвертое издание. Houghton Mifflin Company, 2004. (дата обращения: 25 января 2008 г.).
- ^ OpenStax Astronomy, "Спектроскопия в астрономии". OpenStax CNX. 29 сентября 2016 г. «Архивная копия» . Архивировано 17 февраля 2017 года . Проверено 17 февраля 2017 года .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ Ньютон, Исаак (1671). «Письмо мистера Исаака Ньютона… содержащее его новую теорию света и цвета…» . Философские труды Лондонского королевского общества . 6 (80): 3075–3087. Bibcode : 1671RSPT .... 6.3075N . DOI : 10,1098 / rstl.1671.0072 . Слово «спектр» для описания цветовой полосы, которая возникла в результате преломления или дифракции луча света, впервые появляется на стр. 3076.
- ^ "Электромагнитный спектр" . Представьте себе Вселенную! Словарь . НАСА. Архивировано 24 мая 2015 года . Проверено 3 июня 2015 года .
- ^ Старр, Сеси (2005). Биология: концепции и приложения . Томсон Брукс / Коул. п. 94 . ISBN 0-534-46226-X.
- ^ Позар, Дэвид М. (1993). Издательство « Микроволновая инженерия Аддисон – Уэсли». ISBN 0-201-50418-9 .
- ↑ Соррентино, Р. и Бьянки, Джованни (2010), СВЧ и радиотехника, Архивировано 5 августа 2016 г., в Wayback Machine , John Wiley & Sons, стр. 4, ISBN 047066021X .
- ^ IUPAC , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн исправленная версия: (2006–) « масс-спектр ». DOI : 10,1351 / goldbook.M03749
- ^ "определение белого шума" . yourdictionary.com . Архивировано 30 июня 2015 года.
- ^ Редактор Клейтона Л. Томаса, Циклопедический медицинский словарь Табера, 17-е изд., 1993 ( ISBN 0-8036-8313-8 )
- ^ а б С.Дж. Хопкинс, Лекарства и фармакология для медсестер, 12-е изд., 1997 г. ( ISBN 0-443-05249 2 )
- ^ Miranda-Novales G, Leaños, Миранда Б.Е., Vilchis Переса М, Солорсано-Сантос Р (2006). « Эффекты активности in vitro комбинаций цефалотина, диклоксациллина, имипенема, ванкомицина и амикацина против метициллин-резистентных штаммов Staphylococcus spp.» . Анна. Clin. Microbiol. Антимикробный . 5 : 25. DOI : 10,1186 / 1476-0711-5-25 . PMC 1617116 . PMID 17034644 .
