ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Инструментальный контур из "Техника и практика спектроскопии" Инструментальный контур. Разберем идеализированный случай, когда спектр излучения состоит из конечного числа отдельных монохроматических линий. В действительности такой случай не может реализоваться уже из-за того, что энергетические уровни атомов и молекул имеют конечную ширину. Однако введение идеализированного монохроматического излучения, как мы увидим далее, вполне целесообразно. [c.14] Если бы прибор не вносил искажений в спектральное распределение энергии этого идеализированного источника, то на выходе прибора мы получили бы ряд бесконечно узких спектральных линий. В действительности же образованные спектральным прибором линии, даже если они соответствуют монохроматическому излучению, всегда имеют конечную ширину. Это связано со следующими обстоятельствами 1) спектральная линия является изображением входной щели, которая в реальном приборе всегда имеет конечную ширину 2) дифракционные явления в приборе уширяют геометрическое изображение 3) аберрации и дефекты оптической системы приводят к дальнейшему уширению изображения 4) регистрирующее устройство в свою очередь расширяет изображение, даваемое прибором. [c.14] В зависимости от конструктивных особенностей прибора любая из этих причин может быть главной. Иногда основной вклад в уширение вносится двумя из них, иногда все причины действуют равноправно. [c.14] В спектрографе каждой длине волны X соответствует угол отклонения ф и определенная точка фокальной поверхности с координатой х. Поэтому аппаратная функция может быть также записана в виде / х) или / (ф). Если не учитывать уширения контура, которое вносит фотопластинка, то функция / (к) пропорциональна распределению освещенности, создаваемому на фокальной поверхности спектрографа монохроматическим источником. [c.15] Форма инструментального контура может быть самой разнообразной. Рассмотрим некоторые частные случаи, которые реализуются при работе с призменными и дифракционными спектрографами ). [c.15] Из формулы (13) видно, что освещенность равна нулю для ф = кХ Ь, где к — целое число. Исключение составляет случай, когда /г = О, для которого наблюдается максимальное значение Е — Е . Между минимумами функции ф лежат вторичные максимумы. [c.15] Для первого максимума /с = 1, для второго А = 2 и т. д. [c.15] Из формулы (14) следует, что величины освещенности в последовательных дифракционных максимумах относятся как 1 4/9 4/25я 4/49я и т. д. Ширина области Лф, охватываемой нулевым максимумом, равна 2К/Ь. Остальным максимумам соответствует ширина Х/Ь. [c.16] В обычных схемах спектрографов г равно фокусному расстоянию линзы, строящей изображение линии в фокальной плоскости. [c.16] Каждый элемент щели можно рассматривать как бесконечно узкую щель, излучающую монохроматический свет. В фокальной плоскости такой элемент создает освещенность, описываемую функцизй (15). [c.17] Чтобы вычислить освещенность в некоторой точке фокальной поверхности, соответствующей длине волны X, мы должны просуммировать освещенности, создаваемые в этой точке дифракционными изображениями от всех элементарных участков щели (рис. 3). [c.17] Элементу щели с координатой у будет соответствовать дафракционное изображение с координатой главного максимума х. Освещенность, создаваемая этим элементом в фокальной поверхности, описывается функцией (16), где аргумент х следует заменить на х —х, в соот- ветствии со сдвигом главного максимума на величину х от начала коор- динат. [c.17] График этой функции представлен на рис. 3 — пунктирная кривая. [c.17] Интеграл, стоящий в правой части ррвенства (21), называется сверткой двух функций /1 и /2. [c.18] Для доказательства достаточно заменить переменную интегрирования х на х = X — х. [c.18] Таким образом, если наблюдаемое уширение спектральной линии вызывается двумя причинами, то результирующий контур является сверткой двух функций, канедая из которых описывает контур, обусловленный одной из причин уширения. [c.18] Вернуться к основной статье