Спектральное разрешение

Спектра́льное разре́шение спектрографа или, в более общем смысле, энергетического спектра является мерой способности спектроскопической аппаратуры разрешать линии в электромагнитном спектре или вообще в спектре энергий. Обычно абсолютное спектральное разрешение определяется как минимальная разница $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\Delta \lambda$ $\Delta \lambda$ длин волн двух линий, надёжно разрешаемых в спектре при данной длине волны $\text{[math]}$ λ. Относительное спектральное разрешение определяется как отношение $\text{[math]}$ Δλ / λ. Относительное спектральное разрешение является обратной величиной к разрешающей способности спектрографа, определяемой как

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $R={\lambda \over \Delta \lambda }.$ $R={\lambda \over \Delta \lambda }.$

Например, Space Telescope Imaging Spectrograph — версия статьи «Спектрограф космического телескопа Хаббл» на английском языке спектрограф космического телескопа Хаббл (англ.) (рус. (STIS) может разрешить линии, отстоящие на 0,17 нм на длине волны 1000 нм, что дает ему разрешение 0,17 нм и разрешающую способность около 5900. Примером спектрографа с высоким разрешением является криогенный ИК-эшелле-спектрограф высокого разрешения (CRIRES), установленный на Очень Большом Телескопе ESO, который имеет спектральную разрешающую способность до 100 000^[1].

Для гамма- и рентгеновских спектрометров, а также для спектрометров, измеряющих энергии частиц, абсолютное спектральное разрешение часто измеряется в энергетических единицах (эВ, кэВ, МэВ), обозначается $\text{[math]}$ ΔE и определяется одним из трёх методов:

минимальная разница энергий двух спектральных линий, разрешаемых при данной энергии $\text{[math]}$ E;
полная ширина спектральной линии на половине высоты (ПШПВ, англ. FWHM);
стандартное отклонение от центрального значения линии (в предположении гауссовского профиля линии; для лоренцевского профиля не определено).

Относительное энергетическое разрешение $\text{[math]}$ ΔE / E для таких спектрометров часто обозначается как $\text{[math]}$ R (не путать с обозначением разрешающей способности, см. выше) и выражается в процентах.

Эффект ДоплераПравить

Спектральное разрешение также может быть выражено в терминах физических величин, таких как скорость; тогда он описывает разницу между скоростями $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\Delta v$ , что можно различить по эффекту Доплера. Тогда разрешение $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\Delta v$ и разрешающая способность связаны соотношением: $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $R={c \over \Delta v}$ ,

где с — скорость света. Приведённый выше в качестве примера спектрограф STIS имеет спектральное разрешение 51 км/с.

Определение ИЮПАКПравить

Международный союз теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) определяет спектральное разрешение в оптической спектроскопии как минимальное волновое число, длину волны или разность частот между двумя линиями в спектре, которые можно различить^[2]. Разрешающая способность $\text{[math]}$ R определяется волновым числом перехода, длиной волны или частотой, деленным на разрешение^[3].

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

↑ (англ.) - CRIRES Instrument page at ESO Архивная копия от 2 декабря 2008 на Wayback Machine
↑ ИЮПАК. Compendium of Chemical Terminology (англ.). — 2006. — doi:10.1351/goldbook.R05319.
↑ ИЮПАК. Resolving power, R, in optical spectroscopy (англ.). — 2006. — doi:10.1351/goldbook.R05322.

[CRIRES-1] (англ.) - CRIRES Instrument page at ESO Архивная копия от 2 декабря 2008 на Wayback Machine

[Resolution-2] ИЮПАК. Compendium of Chemical Terminology (англ.). — 2006. — doi:10.1351/goldbook.R05319.

[R05322-3] ИЮПАК. Resolving power, R, in optical spectroscopy (англ.). — 2006. — doi:10.1351/goldbook.R05322.

[1]

[2]

[3]