Сплошной спектр излучения вещества в газообразном состоянии.

Спектр излучения нагретого вещества, находящегося в газообразном состоянии, не во всех случаях является линейчатым. Наглядным примером тому служат спектры Солнца и большинства звезд — они сплошные.

Существует несколько возможных способов возникновения в газе излучения со сплошным спектром. Первый из них — рекомбинация положительных ионов с электронами.

Если при одном из столкновений атом газа был ионизирован, то освободившийся в результате ионизации электрон может двигаться с любой скоростью, приобретая или теряя энергию при

столкновениях с атомами, ионами и электронами. Энергия свободного электрона не квантована.

При встречах свободных электронов с положительными ионами (рис. 112) происходит рекомбинация ионов, в результате которой возникает нейтральный атом. Избыток энергии системы «свободный электрон — положительный ион» может быть отдан фотону света, излучаемому при рекомбинации. Так как энергия свободного электрона до встречи с ионом могла иметь любое значение, то излучаемый фотон также может обладать любой энергией, которая превышает энергию, освобождающуюся при рекомбинации неподвижного электрона с ионом. Следовательно, спектр рекомбинационного излучения ионов получается сплошным, но имеющим резкую границу со стороны низких частот.

Вторым возможным механизмом возникновения сплошного спектра является тормозное излучение электронов в электрических полях положительных ионов. При высокой температуре часть атомов газа ионизирована. Свободный электрон вблизи положительного иона (рис. 113) в результате взаимодействия с ним движется с ускорением. Ускоренное движение электрических зарядов сопровождается, как известно, излучением электромагнитных волн.

Так как свободные электроны в горячей плазме движутся с различными скоростями и могут пролетать на различных расстояниях от положительных ионов, ускорение при каждой встрече получается различным. Следовательно, электромагнитное излучение имеет всевозможные длины волн и спектр получается сплошным.

Третий возможный механизм возникновения сплошного спектра связан с образованием отрицательных ионов.

Атомы многих элементов способны присоединять к себе лишний электрон, при этом они превращаются в отрицательные ионы. Присоединение свободного электрона к нейтральному атому сопровождается излучением фотона (рис. 114). По тем же причинам, что и при рекомбинации положительных ионов, спектр излучения, возникающего при образовании отрицательных ионов, сплошной.

Рис. 112

Рис. 113

Рис. 114

Все рассмотренные процессы возникновения излучения со сплошным спектром происходят в фотосфере Солнца, но основным из них в области видимой части спектра является механизм излучения при образовании отрицательных ионов водорода.