БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ИН)

Инфракра'сная спектроскопи'я,ИК-спектроскопия, раздел спектроскопии, включающий получение, исследование и применение спектров испускания, поглощения и отражения в инфракрасной области спектра (см. Инфракрасное излучение ). И. с. занимается главным образом изучением молекулярных спектров, так как в ИК-области расположено большинство колебательных и вращательных спектров молекул. В И. с. наиболее широкое распространение получило исследование ИК-спектров поглощения, которые возникают в результате поглощения ИК-излучения при прохождении его через вещество. Это поглощение носит селективный характер и происходит на тех частотах, которые совпадают с некоторыми собственными частотами колебаний атомов в молекулах вещества и с частотами вращения молекул как целого, а в случае кристаллического вещества — с частотами колебаний кристаллической решётки. В результате интенсивность ИК-излучения на этих частотах резко падает — образуются полосы поглощения ( см. рис . ). Количественная связь между интенсивностью I прошедшего через вещество излучения, интенсивностью падающего излучения I 0и величинами, характеризующими поглощающее вещество, даётся Бугера — Ламберта — Бера законом . На практике обычно ИК-спектр поглощения представляют графически в виде зависимости от частоты n (или длины волны l) ряда величин, характеризующих поглощающее вещество: коэффициента пропускания T (n) = I (n)/ I 0(n); коэффициента поглощения А (n) = [ I 0(n) — I (n)]/ I 0(n) = 1 — Т (n); оптической плотности D (n) = ln[1/ T (n)] = c(n) cl , где c(n) — показатель поглощения, с — концентрация поглощающего вещества, l — толщина поглощающего слоя вещества. Поскольку D (n) пропорциональна c(n) и с , она обычно применяется для количественного анализа по спектрам поглощения.

Основные характеристики спектра ИК-поглощения: число полос поглощения в спектре, их положение, определяемое частотой n (или длиной волны l), ширина и форма полос, величина поглощения — определяются природой (структурой и химическим составом) поглощающего вещества, а также зависят от агрегатного состояния вещества, температуры, давления и др. Изучение колебательно-вращательных и чисто вращательных спектров методами И. с. позволяет определять структуру молекул, их химический состав, моменты инерции молекул, величины сил, действующих между атомами в молекуле, и др. Вследствие однозначности связи между строением молекулы и её молекулярным спектром И. с. широко используется для качественного и количественного анализа смесей различных веществ (например, моторного топлива). Изменения параметров ИК-спектров (смещение полос поглощения, изменение их ширины, формы, величины поглощения), происходящие при переходе из одного агрегатного состояния в другое, растворении, изменении температуры и давления, позволяют судить о величине и характере межмолекулярных взаимодействий.

И. с. находит применение в исследовании строения полупроводниковых материалов, полимеров, биологических объектов и непосредственно живых клеток. Быстродействующие спектрометры позволяют получать спектры поглощения за доли секунды и используются при изучении быстропротекающих химических реакций. С помощью специальных зеркальных микроприставок можно получать спектры поглощения очень малых объектов, что представляет интерес для биологии и минералогии. И. с. играет большую роль в создании и изучении молекулярных оптических квантовых генераторов, излучение которых лежит в инфракрасной области спектра. Методами И. с. наиболее широко исследуются ближняя и средняя области ИК-спектра, для чего изготовляется большое число разнообразных (главным образом двухлучевых) спектрометров. Далёкая ИК-область освоена несколько меньше, но исследование ИК-спектров в этой области также представляет большой интерес, так как в ней, кроме чисто вращательных спектров молекул, расположены спектры частот колебаний кристаллических решёток полупроводников, межмолекулярных колебаний и др.

Лит.: Кросс А., Введение в практическую инфракрасную спектроскопию, пер. с англ., М., 1961; Беллами Л., Инфракрасные спектры молекул, пер. с англ., М., 1957; Ярославский Н. Г., Методика и аппаратура длинноволновой инфракрасной спектроскопии, «Успехи физических наук», 1957, т. 62, в. 2; Применение спектроскопии в химии, пер. с англ., М., 1959; Чулановский В. М., Введение в молекулярный спектральный анализ, 2 изд., М.—Л., 1951.

В. И. Малышев.

Зависимость интенсивности падающего I 0(n) и прошедшего через вещество I(n) излучения. n 1, n 2, n 3,... — собственные частоты вещества; заштрихованные области — полосы поглощения.

Инфракра'сная те'хника,ИК техника, область прикладной физики и техники, включающая разработку и применение в научных исследованиях, на производстве и в военном деле приборов, действие которых основано на использовании инфракрасного излучения и его физических свойств. К И. т. относятся: приборы для обнаружения и измерения инфракрасного излучения (см. Приёмники излучения ), приборы для наблюдения (см. Видиконы , Электроннооптические преобразователи ) и фотографирования в темноте (см. Инфракрасная фотография ), приборы для дистанционного измерения температуры нагретых тел по их тепловому излучению (см. Пирометры ), приборы для скрытой сигнализации, земной и космической связи, инфракрасные прицелы, дальномеры, приборы для обнаружения наземных, морских и воздушных целей по их собственному тепловому инфракрасному излучению (теплопеленгаторы, приборы ночного видения), устройства для самонаведения на цель снарядов и ракет. В более широком понимании к И. т. можно также отнести разработку и создание приёмников и источников инфракрасного излучения (включая создание оптических квантовых генераторов инфракрасного диапазона), разработку светофильтров для выделения инфракрасного излучения, материалов, прозрачных в инфракрасной области спектра, создание приборов для получения инфракрасных спектров поглощения и испускания (см. Инфракрасная спектроскопия ) и др.

Лит.: Козелкин В. В., Усольцев И. Ф., Основы инфракрасной техники, М., 1967; Круз П., Макглоулин Л., Макквистан Р., Основы инфракрасной техники, пер. с англ., М., 1964; Марголин И. А., Румянцев Н. М., Основы инфракрасной техники, 2 изд., М., 1957.

В. И. Малышев.

Инфракра'сная фотогра'фия,ИК-фотография, получение фотоснимков в инфракрасном излучении . Фотоснимки в ИК-излучении можно получать различными методами. Наиболее прост метод непосредственного фотографирования на фотопластинки и плёнки, чувствительные к ИК-излучению (инфраплёнки или пластинки). При этом на объектив фотоаппарата устанавливают светофильтр, пропускающий ИК-излучение и непрозрачный для видимого света. Длинноволновая граница чувствительности современных инфрафотоматериалов l = 1,2 мкм .