基本介紹
- 中文名：連續光譜
- 外文名：continuous spectrum
- 特徵：光強度隨頻率變化呈連續分布
- 學科：冶金
- 領域：工程技術
- 屬於：連續分布的光譜
介紹,概念說明,典型實例,檢測套用,經典解釋,量子解釋,超連續譜雷射,原子能級,
介紹
連續光譜是指光（輻射）強度隨頻率變化呈連續分布的光譜。根據量子理論，原子、分子可處於一系列分立的狀態。兩個態間的躍遷產生光譜線。每個光譜線系趨於一個短波極限，波長短於這個極限就出現一個光譜的連續區（見原子光譜）。這個極限稱線系限。從線系限位置起，連續區的強度很快地下降，這個連續區是連續光譜。
概念說明
連續光譜自由電子和離子複合過程可在紫外區和X射線區產生連續光譜。高速電子打到靶上，受靶中原子核庫侖場的作用而速度衰減，電子的動能轉變成輻射能產生軔致輻射。軔致輻射在紫外和軟X射線區也有連續光譜。發光材料在短波光（輻射）或陰極射線激發下發出連續光譜。熾熱的物體也產生連續光譜。
旋加速器輻射和同步加速器輻射）。
典型實例
液體或固態物質在高溫激發時發出的各種波長的光，都會產生連續光譜。
檢測套用
近年，連續光譜分析技術的在水質監測儀器科技領域的套用日益發展，基於連續光譜分析的原 理，不但可以檢測多項水質參數（即水樣中的被測物質），而且，由於連續光譜承載了被測物質的重要信息，能夠在寬光譜範圍內展開信號處理，以有效消除檢測儀器系統的誤差、減小背景光譜干擾（如濁度）和噪聲干擾，從而極大提高線上水質檢測的精確度。
經典解釋
熾熱的固體和液體以及高溫高壓的氣體產生連續譜，不能簡單地用玻爾原子能級躍遷理論來理解。與稀薄的氣體被電離不同的是，熾熱的固體和液體以及高溫高壓氣體原子核外電子分布更為複雜，且原子分布較為密集，由於原子之間的相互作用，將引起原子軌道能量的輕微變化，玻爾理論不再適用。從經典理論可以這樣來解釋，即原子周圍的電子被電離，當高速運動的電子與離子發生碰撞時會產生很大的負加速度，在其周圍產生急劇變化的電磁場，也就是電磁輻射。因為碰撞過程和條件以及每次碰撞的能量變化都是隨機的，所以產生的是波長不同而且連續的電磁輻射，從而形成連續譜。
量子解釋
連續譜的產生也可以從量子理論進行解釋，量子理論認為，原子核外電子在原子軌道上運動，並處於不同的分立能級上。當N個原子相互接近，由於原子之間的相互作用，將引起原子軌道能量的輕微變化，產生原子軌道的交疊並發生能級分裂現象。N個原子中原來能量相同的能級將分裂為N個能量稍有不同的能級。由於原子的數目極大(N= 1019～ 1021/mm3)，因而N個分裂能級的差值很小，以至於可以看成是連續分布，即形成有一定寬度的能帶。
設有任意兩個能帶Em和En(Em> En)，其能頻寬度為ΔEm= Emt- Emb(t代表能帶頂；b代表能帶底。下同)；ΔEn= Ent- Enb，而且兩個能帶之間滿足光譜選律，則當兩個能帶之間發生輻射躍遷時，輻射譜線將寬化為譜帶，而相鄰譜帶的部分重疊便形成了連續譜。由於原子核對內層軌道電子的強烈吸引作用和外層軌道電子的禁止作用，內層電子幾乎不參與外層電子的躍遷，因而這種因能帶結構造成相應譜線寬化的現象主要對應於原子外層軌道電子的躍遷，因而其波譜主要分布在紅外線、可見光、紫外線區域，其短波部分與軟X射線重疊。
超連續譜雷射
超連續譜雷射，可以用“白熾燈的光譜寬度，雷射的亮度”來加以描述。超連續譜雷射的發現是在一次偶然的試驗中發現的，用雷射照射諸如方解石之類的晶體，最初目的是為了確定晶體中聲子的壽命，結果卻觀察到了白色雷射的產生。輸入的綠色雷射脈衝與介質發生了某種相互作用，導致雷射的頻率範圍急劇展寬。後來，液體介質和氣體介質也在超連續譜雷射技術方面被嘗試使用，使超連續譜雷射的光譜延伸到了紅外頻段。
對於光纖中超連續譜雷射產生的原因，主要有兩種看法，一種認為自相位調製效應是超連續譜雷射產生的主要原因，另一種則認為超連續譜雷射是自相位調製、四波混頻及交叉相位調製綜合作用的結果，但這兩種說法均無系統的理論研究報導。
光纖中產生的超連續譜雷射已經得到了廣泛的套用。其中最為重要、最為成熟的當屬超精確頻率測量和精密時鐘。
原子能級
原子內部確實存在著不連續的定態能級分布，能級間隔隨量子數n的增大而變小電子在各能級間的躍遷產生線狀光譜。n=
對應一個線系的線系限，在系限以內是量子化能級對應線狀光譜；n》1時，線狀光譜逐步過渡到連續光譜；過了線系限就是非量子化正能量範圍對應連續光譜。
