Спектр

Разложение оптического спектра в призме

Спектр (лат. spectrum «виде́ние») в физике — полное распределение неких значений физической величины (обычно энергии, частоты или массы). Чаще всего под спектром подразумевается электромагнитный или оптический спектр — распределение интенсивности электромагнитного излучения по частотам или по длинам волн. В научный обиход термин «спектр» ввёл Ньютон в 1671—1672 годах для обозначения многоцветной полосы, похожей на радугу, которая получается при прохождении солнечного луча через треугольную стеклянную призму.

В переносном, метафорическом значении понятие «спектр» стало общеупотребительным, его очень часто можно встретить в литературном языке и разговорной речи, где он имеет значение полного многообразия или широкого диапазона различных образцов, объединённых по какому-либо признаку. Например: спектр мнений или политический спектр.

Спектр в научно-популярной и публицистической прозе

Надобно предполагать, что лучи оранжевые сильнее поглощаются, чем остальные, но, к несчастью, до сих пор мне не удалось сделать пластинку из той модификации, из которой состоят препараты, достаточно тонкую, чтобы можно бы было наблюдать спектр поглощения. Я недавно с этой целью электролитически осаждал на плоских зеркалах тончайшие слои селена (показывающие цвета тонких пластинок); они в аморфном состоянии пропускают желтый и красный цвета, а поглощают фиолетовый, синий и часть зеленого. Переходя же при нагревании в кристаллическую модификацию, этот слой превращается в мельчайшие совершенно непрозрачные крупинки.

— Всеволод Ульянин, Письма, 1888

Для того чтобы этот новый метод исследования природы не явился нам с первого взгляда чем-то особо стоящим, я позволю себе вкратце напомнить Вам исторический ход развития спектрального анализа и его применения к спектроскопии неба, напомнить ту сложную и разностороннюю работу человеческой мысли, которая предшествовала новому завоеванию в безграничном звездном мире. Основатель спектральных исследований ― Ньютон: он первый разложил белый свет на его составные части, на цвета радуги, заставляя пучек света проходить через призму из прозрачного вещества; такое разложение света мы часто наблюдаем как в радуге, так и в граненых подвесках люстр. Открытие Ньютона положило основание исследованиям природы световых явлений; но прошло более ста лет упорной работы, прежде нежели Френель доказал рядом блестящих опытов, что свет есть волнообразное движение так называемого светового эфира, что свет распространяется от светящегося тела совершенно так же, как рябь по поверхности воды от упавшего камня.

— Пётр Лебедев, «О движении звезд по спектроскопическим исследованиям», 1892

«Спектр горохового пальто» не раз мелькал пред взором незабвенного Михаила Евграфовича Салтыкова. Обессмертили же гороховое пальто и выдвинули его на историческое поприще Фаддей Венедиктович Булгарин, нечитаемый в наше время, украшенное целой плеядою писателей, затмивших Булгарина, и Александр Сергеевич Пушкин, произведения блистательного пера коего и доныне не страшатся сокрушающего зуба времени. А именно. У Пушкина легендарный творец «Истории села Горюхина», пылая жаждою свести знакомство с кем-либо из корифеев отечественной словесности, встречается в кондитерской с личностью в гороховой шинели, которую бывшая там публика приняла за «сочинителя Б…»

— Николай Лернер (Николай Книжник), «Гороховое пальто (Лернер)», 1906

Средства природы неистощимы, и нет ничего немыслимого в том, что перенесясь на поверхность Урана или Нептуна, мы увидели бы при сумеречном освещении звезды-Солнца, не скованную холодом мертвую пустыню, а безграничное море густой и пышной растительности. Одна замечательная особенность в спектрах обеих, крайних планет как будто даже подтверждает подобную догадку. Дело в том, что в спектре Нептуна как и у Урана, обнаружены линии, которых не замечено в спектрах других планет. Недавно удалось определить природу вещества, обусловливающую такой спектр: это оказался хлорофилл, красящее вещество зеленых частей наших растений. Хлорофилл ― основа всей органической жизни на Земле: только благодаря ему растения разлагают углекислоту воздуха и создают в своих клеточках запас органических соединений. Кто мог ожидать, что эта первооснова жизни найдется на отдаленнейших мирах нашей планетной семьи, в самых негостеприимных провинциях солнечного царства!..

— Яков Перельман, «Далёкие миры », 1914

Попытка доказать при помощи спектрального анализа присутствие радия на солнце до сих пор не увенчалась успехом, с другой стороны, солнце, если оно происходит из того же первичного вещества, как и земля, должно содержать встречающиеся на земле радиоактивные элементы. Большое количество гелия, наблюдаемого на солнце (как известно, гелий впервые был найден спектральным анализом в составе солнца до того, как Рамзай его открыл в урановых минералах), говорит за нахождение радиоактивных веществ на солнце, и некоторые явления в атмосфере заставляют нас принять внеземную радиоактивность. Находящиеся на поверхности земли радиоактивные вещества посылают лучи, проникающие в окружающую атмосферу, как это доказано измерением ионизации; это излучение само собой должно уменьшаться с увеличением расстояния от поверхности земли, но исследования показали, что это уменьшение начинается лишь выше 700 метров над поверхностью земли и наступает сначала медленно, затем замечается более быстрое увеличение интенсивности излучений и уже на высоте 1.600 метров сила излучения та же, что и на земле, а с высотой 4.000 метров начинается очень быстрое увеличение излучения, которое наблюдается до высоты в 9.000 метров, на которой излучение почти в 6 раз больше, чем на поверхности земли. Ясно, что происхождение этих излучений, в 7 раз более сильных, чем γ-лучи известных нам радиоактивных элементов, не земного, а космического происхождения.

— Макс Блох, «Значение радиоактивности для космических процессов», 1923

Рамзай взял 15 литров аргона, запер их в стеклянный баллон, а баллон погрузил в полученный от Хэмпсона жидкий воздух. Аргон сильно охладился и тоже стал жидким. Тогда Рамзай принялся медленно выпаривать его. Первые пузырьки пара он перевел в спектроскопическую трубочку и пропустил через нее ток. Газ в трубочке загорелся оранжево-красным огнем. Когда Рамзай стал смотреть в спектроскоп, он увидел множество ярких оранжевых линий. Эти линии лежали в спектре на тех местах, где не горят линии ни одного из веществ, известных химикам раньше. Значит, Рамзаю опять удалось найти какой-то, до той поры неведомый газ. Рамзай сразу же придумал для нового газа имя. Он решил назвать его неоном. Неон — по-гречески значит «новый». Но в спектре были не только незнакомые линии нового газа неона. Рядом с ними горела и желтая линия. Она была тусклой, но все же Рамзай ее заметил. Он точно измерил ее положение в спектре. Сомнений у него больше не оставалось. Это была желтая линия D3, спектральная линия гелия. Значит, все-таки Рамзай оказался прав. Гелий — таинственный солнечный газ — и в самом деле содержится в воздухе. Вместе с воздухом он окружает нас со всех сторон и входит в наши лёгкие.

— Матвей Бронштейн, «Солнечное вещество», 1936

Затем Бунзен стал вводить в пламя по очереди натрий, калий, медь, литий, стронций. И каждый раз, когда пламя меняло свой цвет, оба они внимательно рассматривали спектр лучей, испускаемых раскаленными пара́ми металлов. Достаточно было посмотреть на них в спектроскоп Кирхгофа, чтобы сразу сказать, где литий, где стронций. Спектр лития состоит из одной яркой красной линии и одной оранжевой послабее, а спектр стронция — из одной голубой и нескольких красных, оранжевых, желтых линий. <...> Все, что попадалось ему под руку, он тащил к спектроскопу. Он вносил в пламя горелки и каплю морской воды, и каплю молока, и пепел сигары, и кусочки всевозможных минералов. В спектре пепла гаванской сигары он увидел желтую линию натрия и красные линии лития и калия; в спектре кусочка мела он увидел линии натрия, лития, калия, кальция, стронция. Множество разных веществ исследовал таким образом Бунзен, раскаляя их в жарком пламени горелки и наблюдая спектр раскаленных паров. Новый способ распознавать химический состав оказался необычайно чувствительным и точным. Бунзен находил спектральные линии редкого металла лития в тех веществах, в которых лития так мало, что никаким другим способом его обнаружить невозможно. Литий был найден спектроскопом и в морской воде, и в золе водорослей, прибитых Гольфстримом к берегам Шотландии, и в ключевой воде, которую Бунзен взял из источника, бьющего из гранитной скалы в окрестностях Гейдельберга, и в кусках гранита, отколотого от той же скалы, и в листьях винограда, выросшего на скале, и в молоке коровы, которая ела эти листья, и в крови людей, которые пили это молоко. Но газовая горелка и спектроскоп помогли химику Бунзену сделать еще более важное открытие: с их помощью он обнаружил два новых металла, о существовании которых никто и не подозревал.

— Матвей Бронштейн, «Солнечное вещество», 1936

Для неона характерны также высокая электрическая проводимость и яркое свечение при пропускании электрических разрядов. Есть у неона черта, резко выделяющая его среди других благородных газов. Это ― ярко-красный цвет излучения, причем интенсивность и оттенки свечения неона сильно зависят от напряжения тока, создающего электрический разряд, и примесей других газов. Спектр неона богат, в нем выделено более 900 линий. Наиболее яркие линии составляют пучок в красной, оранжевой и желтой части спектра, на волнах от 6599 до 5400 ангстрем. Эти лучи значительно меньше поглощаются и рассеиваются воздухом и взвешенными в нем частицами, чем лучи коротких волн ― голубые, синие, фиолетовые. Оттого свет неоновых ламп виден лучше и дальше, чем свет иных источников, и словосочетание «неоновый свет реклам» стало избитым газетным штампом.

— Давид Финкельштейн, «Неон», 1967

Итак, образцом благороднейшего единства частей и целого Платон избирает не что-нибудь иное, а лицо с его драгоценным качественным разнообразием частей и согласованным их единством. Это платоновское лицо можно взять как философский фон для того, чтобы разобраться в гоголевских деформациях. У Гоголя целый спектр нарушений классического типа. Есть прямо антиплатоновский случай ― лицо вообще без частей и черт, голое, как бы нечленораздельное (в народной демонологии таково лицо нечистой силы, лицо беса, голое и пустое, «гладкое, как яйцо»...

— Сергей Бочаров, «Вокруг «Носа», 1988

Однако ещё бóльшую, я бы сказал, даже дьявольскую изобретательность стапелии проявляют в запахе цветка. Если бы кому-нибудь взбрело в голову составить своеобразный спектр <запахов> или «шкалу зловоний», то ничего лучше стапелий природа не смогла бы ему предложить. Тончайшие оттенки и нюансы дурных запахов от резких и сильных, бьющих в нос, до тусклых, едва уловимых ароматов начинающегося гниения. И ни один запах не повторяется, и каждый новый удивляет и отвращает ещё больше!

— Юрий Ханон, «Самые неожиданные растения», 1995

Спектр в художественной прозе и мемуарах

Тогда Глумов предложил прочитать нам лекцию из истории, на что мы с радостью согласились. Настолько, насколько это было возможно в скромной обстановке постоялого двора, он коснулся призвания варягов, потом беспрепятственно облетел периоды: удельный, татарский, московский, петербургский, и приступил к современности. Но едва вымолвил он вступительные слова: «Современность, переживаемая нами, подобна камаринскому мужику, который…» ― как вдруг некто неожиданно произнес: ― Извольте повторить, что вы сказали! Мы обернулись: в дверях стояло гороховое пальто. Спектр это был или не спектр? В одну секунду мы потушили свечу и, шмыгнув мимо непрошеного гостя, очутились на улице.

— Михаил Салтыков-Щедрин, «Современная идиллия», 1883

Вихров вел свою любимую через весь шар земной, по знакомым ему наизусть ботаническим ландшафтам: там он не хромал. Уставшую с полпути, он тащил свою жертву из русских лесов сквозь Пустошa прямиком в закаспийские степи, в Среднюю Азию, мимо всегда манившего его Дарджилинга в Гималаях и с непременным заходом на Суматру, эту первородную опытную мастерскую природы, и дальше, к пределу своих мечтаний, в океан… и с авторской гордостью попутно показывал девушке, что можно создать из солнца, перегноя и влаги ― весь растительный спектр от дивной и безгласной северной кислички до отвратительного и царственного чуда, тропической раффлезии. Так, обойдя весь мир, они возвращались на прежнее место.

— Леонид Леонов, «Русский лес», 1953

	Грозная, наполненная взрывчатой силой, будто проснувшаяся от зимней спячки, толпа у Сокольников. В эту жутковатую, с мрачно-двусмысленным выражением, толпу пошла Ада крутить свое бедное тело. Очнулись нам подобные и затосковали о культуре, очнулась толпа и затосковала об убийстве. Спектр толпы резко сместился к уголовщине.
	— Юрий Нагибин, «Дневник», 1958

Тишина. Слепит прожектор. Поворачивая взгляд в его сторону, я вижу лампу, которая кажется мне расплавившейся, ― не одну, а сразу несколько выплывающих друг из друга ламп видят мои не привыкшие к этому свету глаза. И не только один белый свет воспринимает зрение: целый спектр мигает, не утекая, перед глазами: сиреневое, зеленое облако ― и вдруг яркий кармин. Как они могут сниматься при свете юпитеров, когда приходится не то что думать о спасении своих глаз, а ещё и мимировать!

— Юрий Олеша, «Книга прощания», 1959

― То есть как это: сначала на Солнце и только потом на Земле? ― Маршак ударил Митю по колену. ― Ведь не могли же ученые слетать на Солнце? Что-то не понимаю я ничего в ваших скобках! ― повторял Маршак и тряс Митю за колено. ― Ничего не понимаю. Митя терпеливо объяснил: речь идет о том, как ученые открывали один за другим «ленивые», инертные газы. Среди них и гелий. В скобках дано разъяснение: гелий, в отличие от других, найден был сначала на Солнце, а потом на Земле. Потому и назван в честь Солнца. ― И об этом событии вы сообщаете в скобках! Раньше на Солнце, потом на Земле. Да чего стоят все ваши подробности ― какие-то там горелки, и пробирки, и опыты! и биографии ученых! если вы сами не знаете, о чем пишете? ― Я? Я не знаю? ― взвился Митя. ― Я пишу книгу о спектральном анализе. Вы меня просили написать о самом процессе исследования. Вот я и пишу популярно и подробно. ― Отложите на минуту ваши листки. Забудьте на минуту о спектральном анализе. Расскажите мне, как открыли гелий. Один только гелий, ― попросил Маршак. ― Расскажите нам, невеждам, ― ну, вот, мне, Лиде. Митя, пожав плечами, принялся объяснять. И чуть только перешел он на устную речь, как между ним, рассказывающим, и нами, слушающими, возникла живая связь. От досады и волнения Митя запинался более обычного и говорил быстрее, чем обычно. Маршак то и дело перебивал его вопросами ― и Митя откровенно хватался за голову: «Как? вы и об этом не слыхивали?» ― и с раздраженным недоумением подыскивал слова, чтобы объяснить то, что минуту назад представлялось ему общеизвестным. ― Слышу по голосу ― теперь вы напишете, ― сказал Самуил Яковлевич.

— Лидия Чуковская, «Прочерк», 1994

Спектр в поэзии

	Знают, все знают, что солнечный спектр семицветный, Что в этом спектре есть черные полосы линий; Вздумал ли кто отрицать семь цветов потому лишь, Что неустойчива грань: тут зеленый? тут синий?
	— Константин Случевский, «Мой «Дневник» аналогий, тождеств, параллелей, оставленный в столе» (из цикла «Загробные песни»), 1902

	Рокоты лирные, Спектры созвучные, Славят, ответные, Вас, огнезвучные Струны всемирные, Вас, семицветные Арки эфирные, Ярко-просветные!
	— Вячеслав Ива́нов, «Радуги» (I), 1904

	Надо мною лопочет дождь. За спиною трамвай брюзжит, А в глаза мне сияет спектр От угасшей давно звезды.
	— Георгий Шенгели, «Витрина», 1925

	На пятый день, при всех, Спекторский, бойко Взглянув на Ольгу, говорит, что спектр Разложен новогоднею попойкой И оттого̀-то пляшет барометр.
	— Борис Пастернак, «Трещал мороз, деревья вязли в кружке...» (из цикла «Спекторский»), 1931

Простой папиросный коробок Лежал на моем столе, И надпись на нём (Два слова всего): «Северный полюс». Но вдруг мне показалось, Что начал он светиться необычайным огнем, Что голубая крышка его ожила. И в глазах стали пятнадцать радуг в ряд, Пятнадцать спектров. А кайма, белая простая кайма, Вдруг превратилась в большие холмы Хрипящего, сдавленного льда. Я понял: это ― полярная ночь, Это ― звенящий арктический лёд, Это ― поэма моя!

— Эдуард Багрицкий, «Вступление к поэме», 1938

	Льется в подобный слой С дальних созвездий ветр; Там ― шестимерный строй, Двадцатицветный спектр. Даль мировых пространств Там для очей не та: Дух, а не блеск убранств! Дух, а не пустота!
	— Даниил Андреев, «Золотом луговых убранств...» (из цикла «Миры просветления», 1955)

	На нем все глажено, И галстук ― спектр. Он ― взбудораженный, И он ― директор!
	— Иван Елагин, «В музее современного искусства...», 1967

	Был домик в три оконца В такой окрашен цвет, Что даже в спектре солнца Такого цвета нет.
	— Арсений Тарковский, «Был домик в три оконца...», 1976

	― Иные здесь и не знакомы с луком тех Дельф сверхзвуковых. Но я ловил, ловил, бывало… ― Шмяк! к зубовным стукам в разинутую шавку угодил. ― В том мире, где наш семицветный спектр, ― он продолжал, ― я совесть уходил, как рыбу палкой: тоже мне, инспектор! Другие хуже ― я стоял на том. Совесть же ― видишь ― биоархитектор...
	— Ольга Седакова, «Из песни Данте», 1985

	Когда-то я знал на память все краски спектра. Теперь различаю лишь белый, врача смутив. Но даже ежели песенка вправду спета, от неё остаётся еще мотив.
	— Иосиф Бродский, «Я слышу не то, что ты мне говоришь, а голос...», 1993

	Ночь прошла за уклончивым словом в охоте. Спи, охотник, один возымевший успех: и не спал, но проснулся Музей на Волхонке ― в семь цветов возбелел обнажившийся спектр.
	— Белла Ахмадулина, «Опускаем полгода. Сочтем юбилеем...» (из цикла «Хвойная хвороба»), 2002

	Не описать ли… не могу писать… Весь белый свет ― спектр, сумма розней, распрей. В окне моем расцвел вишневый сад ― белейший семицветный день февральский, Сад ― самоцветный самовластный день.
	— Белла Ахмадулина, «Вишневый сад», 2006

Мнемонические поговорки для запоминания оптического спектра

По первым буквам 7 цветов — красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый.

• Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидят Фазаны.
• Крот овце, жирафу, зайке гладил старые фуфайки.
• Как-то однажды Жан-звонарь городской сломал фонарь. (Как однажды Жак-звонарь головою сбил фонарь.)
• Кем ощущается жестокий звон гонга сопротивления фатальности?
• Кварк окружает жаркий занавес глюонов, создающих флюиды.

См. также

• Радуга
• Спектроскопия
• Солнце
• Свет
• Луна
• Астрономия
• Оптика
• Физика
• Звёзды