ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Фокусировка по направлению из "Масс-спектрометрия и её применение в органической химии" В масс-спектрографах Астона [71, 77, 85] так же, как и в приборе Коста [398], применяются последовательные электростатическое и магнитное поля. Астону [74] удалось осуществить фокусировку ионного пучка по скоростям при помощи устройства, схематически изображенного на рис. 1. Эта система полей не обеспечивает фокусировку по направлению, вследствие чего интенсивность и разрешение, хотя и повышены по сравнению с параболическим спектрографом, но все-таки не так высоки, как в приборах с двойной фокусировкой. [c.18] Фокусировка ПО направлению, которая должна была быть получена согласно оптической аналогии с системой линз, отсутствует действие полей аналогично действию ахроматической системы призм. Здесь в пучке, однородном по массе, но неоднородном по энергии, дисперсия, обусловленная электростатическим полем, приводит к спектру по скоростям. Эта дисперсия компенсируется магнитным полем. Линии фокуса ионов с различным отношением массы к заряду лежат в одной плоскости. Таким образом, для регистрации всего масс-спектра может быть использована фотопластинка. Позднее на основе прибора Астона были сконструированы масс-спектроскопы [1473, 1990] и другие устройства с фокусировкой по скорости [1760]. [c.18] Схема масс-спектрометра Демпстера. [c.19] Показан ыонсэнергетнческий пучок ионов с массой М, движущихся по траектории с радиусом Ц. Ионный пучок, созданный в точке и расходящийся на угол 2а, попадает в фокус первого порядка (ширина пучка a2 i) после отклонения на 180°. Все ноны проходят точно через точку своего образования после каждого оборота. [c.19] Метод фокусировки по направлению использован в большом числе сконструированных приборов, включая и промышленные образцы для аналитического применения. Поэтому имеет смысл рассмотреть прибор Демпстера несколько более детально. Уравнение (2), записанное в форме= тьШе, показывает, что все ионы, входящие в магнитное поле и обладающие одним и тем же зарядом и импульсом, будут двигаться по кривой с одинаковым радиусом независимо от массы, в то время как ионы с различными импульсами двигаются по кривым с разными радиусами. Отсюда ясно, что данная форма анализатора приводит к образованию спектра импульсов ионов, который также является масс-спектром, если все ионы, входящие в поле, обладают одинаковой энергией, так что каждой массе соответствует определенная скорость. Данный факт был установлен Астоном [80], который по этой причине возражал против использования Демпстером термина шасс-спсктрограф . Действительно, подобные приборы называют иногда (. спектрометры импульсов . Ввиду того что в них применена электрическая регистрация и они могут быть поэтому использованы для измерения относительной распространенности, их также иногда называют спектрометры распространенности . Если все изучаемые заряженные частицы обладают одной и той же массой, спектрометр с 180-градусным магнитным сектором может быть использован для изучения пределов энергий частиц, и установка становится спектрометром энергии [1412]. [c.20] На практике ширина изображения больше, чем приведенное выше значение, так как к нему необходимо добавить член, характеризующий несовершенство фокусировки. Этот член в первом приближении выражается, кака / [326], где 2а представляет собой угол расхождения пучка у щели источника. Так как прибор обладает входной щелью с конечной шириной 5 то эта величина также должна быть добавлена к ширине изображения. Для правильной количественной оценки интенсивности ионного луча прибор должен быть снабжен выходной щелью с шириной достаточно широкой, чтобы охватить все изображение. Ширина этой щели должна быть прибавлена к если мы рассматриваем ее влияние на способность прибора различать соседние массы. Другие причины, вызывающие уширение изображения входной щели, детально рассмотрены Барнардом [124] и Кервином [1104]. Они связаны с хроматической аберрацией, возникающей благодаря тому, что не все ионы пучка проходят через входную щель с одинаковой энергией. Наряду с неизбежным разбросом по энергии, вызываемым тепловым движением, следует учитывать, что ионы могут образовываться в различных точках области, где имеется градиент потенциала, или могут претерпевать энергетические изменения благодаря столкновениям. Уширение изображения будет также возникать при наличии пульсации в питании ускоряющего напряжения или магнитного поля. Изображение будет искажаться [181], а следовательно, и эффективно еще более расширяться из-за изменения напряженности магнитного поля вдоль зазора между полюсами и наличия ионных пучков, проходящих под некоторым углом к центральной плоскости, а также любых ошибок в установке входных и выходных щелей. [c.20] Вернуться к основной статье