Уширение спектральных линий прибором

Здесь а — коэффициент линейного расширения материала основания спектрального прибора. Как видно из рис. 3.22, если относительное отверстие камеры равно d/F, то уширение спектральной линии Да можно найти из уравнения [c.94]

Рост интенсивности сопровождается увеличением ширины спектральной линии. Ширина спектральной линии определяется также рядом факторов — естественное уширение допплеровское уширение, связанное с учетом движения атома уширение вследствие влияния электрического поля (эффект Штарка) и вследствие влияния магнитного поля (эффект Зеемана). На ширину линии влияет концентрация атомов на нижнем уровне и характеристика прибора (аппаратурная ширина). [c.11]

Уширение спектральных линий прибором [c.14]

УШИРЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛИНИЙ ПРИБОРОМ 15 [c.15]

Несколько особняком от описанных способов стоит прием, заключающийся в измерении ширины изображения спектральных линий. Чем ярче изображение спектральной линии, тем дальше оно распределяется от ее центра. В приборах с малой и средней дисперсией это уширение спектральной линии связано не со свойствами источника (спектральная ширина самой линии), а с рассеянием света фотографической эмульсией. Таким образом, область почернений вблизи линии оказывается тем шире, чем больше экспозиция. Предложен метод, позволяющий при небольшой переделке микрофотометра измерять эффективную ширину фотографического изображения линии и таким образом сравнивать яркости спектральных линий, сильно различающиеся между собой [12.8]. Однако широкого распространения он не получил. [c.307]

Светимость изолированных спектральных линий является важным параметром во многих задачах прикладной спектроскопии. Как будет показано в гл. 5, она в принципе может быть измерена с помощью чувствительного спектрального прибора независимо от характера аппаратной функции. Так как для многих практических приложений достаточно рассмотреть только естественное, ударное и допплеровское уширения спектральных линий, то мы ограничимся здесь количественным расчетом светимостей спектральных линий с чисто допплеровским, чисто естественным и ударным уширениями, а в заключение рассмотрим светимости в спектральных линиях в том случае, когда все эти механизмы уширения действуют одновременно. В заключение будет проведено обсуждение кривых роста и контуров линий некоторых излучателей. [c.47]

В электрическом или магнитном поле энергетические уровни атома расщепляются на ряд подуровней. Это явление известно как эффект Штарка (расщепление в электрическом поле) или эффект Зеемана (расщепление в магнитном поле). Поле, обусловленное заряженными частицами в плазме, оказывается достаточным, чтобы вызвать уширение спектральных линий, которое доступно наблюдению на обычных приборах. [c.18]

На том же графике представлена зависимость освещенности в центре изображения монохроматической спектральной линии (/) от ширины щели. При узкой щели освещенность растет пропорционально ее ширине. Когда щель достигает нормальной ширины, рост резко замедляется. Затем освещенность асимптотически приближается к значению, соответствующему бесконечно широкой щели (/сю). При широких щелях входящий в прибор световой поток и площадь изображения щели, по которой он распределяется, растут одинаково быстро и поэтому освещенность почти не меняется. Для узких щелей рост светового потока не сопровождается уширением линии и освещенность возрастает пропорционально ширине щели. Этим и объясняется специфический излом графика освещенности. [c.77]

Таким образом, даже если бы мы могли установить бесконечно узкую щель, монохроматические линии все же имели бы некоторую конечную ширину. Основной причиной уширения спектральных линий при узких щелях является дифракция света на оптических деталях прибора. Поэтому минимальная ширина спектральной линии, которой можно достичь на данном приборе, называется дифракционной шириной линии 5л.д. [c.126]

При разработке аппаратуры для атомно-абсорбционного анализа с использованием пламен на первых порах применяли несколько устаревшие схемы, близкие по конструкции к употреблявшимся ранее в пламенной эмиссионной спектроскопии. В дальнейшем, однако, удалось существенно повысить точность определений, а также усовершенствовать конструкции приборов на основе опыта, накопленного при разработке автоматизированной фотоэлектрической аппаратуры для эмиссионного спектрального анализа квантометров, полихроматоров и других приборов подобного типа. К тому времени теоретические и экспериментальные исследования спектров абсорбции достигли весьма высокого уровня. Были разработаны, в частности, столь важные для практики разделы, как теория уширения спектральных линий, детально изучено строение спектров абсорбции, исследован механизм процессов поглощения и излучения света веществом, находящемся в различных агрегатных состояниях, в том числе и в состоянии квазиравновесной плазмы. Другими словами, к началу практического использования спектров абсорбции в аналитической химии имелась уже фундаментальная основа метода, вполне достаточная для обоснования и выбора оптимальных экспериментальных решений. [c.7]

Персии прибора. Так, для трехпризменного стеклянного спектрографа с линейной дисперсией 10 к мм в синей области спектра изменение температуры рабочего помещения на Г С вызывает уширение спектральной линии на 0,2 м . [c.308]

В противоположность представлению энергетических уровней в виде тонких линий (см. рис. 11.3) наблюдаемые экспериментально спектральные линии имеют конечную ширину. Очевидная причина — ограниченная разрешаюшая способность прибора (см. разд. 11.4), в силу чего на фотоприемник попадают фотоны не одной энергии, а фотоны, энергия которых изменяется в некотором диапазоне, Эти причины приводят к наблюдаемому уширению спектральных линий, величина которого зависит от аппаратной функции спектрального прибора. Однако существуют и фундаментальные причины уширения спекгральных линий. [c.204]

Однако любой спектральный прибор неточно передает контур спектральной линии, внося в него искажения, связанные с устройством прибора и способом регистрации. Вызванные прибором искажения, как правило, приводят к кажущемуся уширению спектральных линий, которое называется инструментальным. [c.28]

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]

Из уравнений (1.46) и (1.47) видно, что кривизна линий уменьшается с увеличением Р. Поэтому она особенно велика в короткофокусных приборах. При Р 2 м кривизна уже не играет практической роли. Одним из существенных следствий кривизны спектральных линий является ухудшение качества изображения щели при наличии астигматизма. Действительно, астигматизм сам по себе не приводит к уменьшению разрешающей способности. В ре- зультате астигматизма изображение каждой точки на щели рисуется отрезком прямой, параллельной щели. Тем не менее изображение всей щели будет резким, так как наложение изображений отдельных точек не вызовет его уширения. Иначе обстоит дело, когда изображения отдельных точек щели смещены друг относительно друга в направлении, перпендикулярном щели, как это имеет место в результате искривления изображения щели. Изображения отдельных точек щели в этом случае будут расположены так, как это показано на рис. 1.16. Парабола, являющаяся стигматическим изображением щели, проходит через середины отрезков, изображающих отдельные точки, а все изображение занимает площадь, ограниченную концами этих отрезков. [c.39]

Изменение температуры прибора приводит, вообще говоря, к изменению положения спектральных линий и смещению фокальной поверхности. Если такие изменения происходят в процессе регистрации спектра, то это часто приводит к уширению инструментального контура, тем более значительному, чем больше изменение Р р температуры за время опыта. [c.94]

Для того чтобы дать способ измерения или вычисления разрешающей способности, нужно уточнить понятие расстояния между двумя еще разрешаемыми линиями. Легко понять, что разрешающая способность спектрального прибора будет как угодно велика, если линии строго монохроматичны и прибор идеален в то.м смысле, что аберрации у него отсутствуют и можно пользоваться законами геометрической оптики (пренебрегая явлениями дифракций на диспергирующем элементе прибора и объективах), а щель прибора может быть выбрана бесконечно узкой. Однако в реальных приборах ни одно из перечисленных условий не выполняется спектральная линия никогда не бывает строго монохроматична, а ширина щели прибора не может быть выбрана как угодно узкой и, кроме того, явления дифракции всегда приводят к расширению изображения линии. Поэтому в фокальной плоскости прибора всякая спектральная линия будет давать уширенное изображение щели с некоторым распределением освещенности внутри этого изображения. Это изображение щели не имеет резких границ, однако на далеком расстоянии от центра линии освещенность мала — ее можно не принимать во внимание. [c.106]

Поскольку спектр ртути просматривается на темном фоне в виде узких линий, то для удобства дальнейших измерений рекомендуется увеличить ширину входной щели 4 до размеров, соответствующих уширению линий до 2 мм. Затем риску прибора устанавливают посередине каждой линии и снимают показания по шкале барабана, выраженные в относительных единицах. Для более точных измерений необходимо провести 3—4 замера положения риски прибора в центре каждой спектральной линии (спектральную линию подводят к риске сначала слева направо, затем справа налево и берут среднее арифметическое из показаний по шкале барабана). [c.91]

Поступательные температуры из уширения Допплера. Оитические методы определения поступательных температур отдельных типов молекул основаны на том факте, что при низких давлениях и высоки) температурах основной вклад в конечную ширину спектральных линии дает уширение Допплера. Это имеет место по крайней мере в ультрафиолетовой и коротковолновой видимой областях спектра. Чтобы использовать эффект Допплера, необходимо проводить измерения с приборами чрезвычайно высокой разрешающей способности, такими, как интерферометр Фабри —Перо или пластинка Люммера — Герке ). Интерферометр Фабри—-Перо применялся для определения поступательной температуры СН в пламенах при низком давлении [6]. [c.416]

Ширина щелей в видимой области спектра обычно порядка нескольких десятых миллиметра на границах спектрального диапазона она достигает 2,0 мм, тогда как уширение линии в фокальной плоскости прибора, вызванное другими причинами, может не превышать нескольких десятых миллиметра. Ширина щелей монохроматора определяет, таким образом, общее число спектральных интервалов, которые может измерить прибор передаваемое им полное количество информации, [см. (6.1)] [c.232]

Четко разделить различные типы спектров невозможно. Так, в электронных спектрах могут проявляться колебательные, вращательные переходы, а также переходы между уровнями магнитной структуры (ЭПР), в ядерных спектрах — уровни ЯКР. В спектрах ЭПР, как показано далее, могут проявляться уровни, обусловленные взаимодействием неспаренных электронов с магнитными ядрами, в спектрах ЯМР — взаимодействием с неспаренными элек-1ронами. Следует отметить, что в ряде случаев добавочные расщепления не разрешаются приборами, а из-за перекрывания дают уширение наблюдающихся спектральных линий. Поэтому для точной расшифровки спектров и получения надежных данных об энергиях уровней следует проводить исследование каждого типа спектров в своем спектральном диапазоне. В связи с этим мы примем следующую систему изложения электронные спектры атомов [c.217]

Атомные спектральные линии, измеренные специальным спектральным прибором с высокой дисперсией, обычно шире предсказываемых квантовой механикой. Это уширение возникает в силу ряда причин, наиболее существенными из которых являются допплеровское и штарковское уширения. Допплеровское уширение возникает в связи с тем, что наблюдаемые атомы находятся в постоянном движении. Те атомы, которые движутся к точке наблюдения, испускают излучение более высокой частоты, чем те, которые удаляются. Значительн ое число атомов, испускающих излучение, движется беспорядочно и в результате создает более широкий профиль спектральной линии, имеющий форму кривой Гаусса. Уширение Штарка связано с взаимодействием излучающих атомов с электрическим полем. Электрическое поле вызывает расщепление энергетических уровней каждого атома. Неоднородное поле пламе- [c.717]

Практическая разрешающая способность. Кроме дифракции есть еще ряд причин, приводящих к тому, что монохроматические пучки света, идущие от одной точки щели, оказываются непараллельными, и вследствие этого линии оказываются уширенными. К таким причинам относятся различного вида аберрации оптических деталей, немонохроматичность спектральных линий, ограниченная разрешающая способность приемников света. Поэтому практическая разрешающая способность спектральных приборов всегда несколько ниже теоретической. Например, может оказаться, что при неисправленных на сферическую аберрацию объективах аберрационное уширение линий больше, чем дифракционное. В этом случае выгодно использовать диафрагмы, ограничивающие свет, проходящий через объективы. Несмотря на уменьшение действующего отверстия, [c.129]

Об изотопном анализе гелия упоминается также в работе Р ]. Гелий возбуждался безэлектродным разрядом при частоте 2450 мггц. Так как изотопное смещение на линиях гелия достаточно велико, то можно было выбрать спектральную щирину щели прибора настолько большой, что различия в допплеровском уширении и сверхтонкой структуре линий не сказывались на измеряемом отношении интенсивностей спектральных линий, которое приравнивалось отношению концентраций соответствующих изотопов. [c.558]

В обычных условиях значения внешних электрического и магнитного полей слишком малы, чтобы вызвать заметное расщепление линп . Однако межмолекулярпые поля, обусловленные присутствием заряженных частрщ в плазме, могут оказаться достаточными, чтобы вызывать уширение и смещение спектральных линий, доступные наблюдению на относительно небольших приборах. Это уширение может быть существенным при решении некоторых аналитических задач. [c.26]

Если щель такова, что ее геометрическое изображение много уже пн-струментального контура, то при изменении ширины щели входящий в прибор поток будет меняться иропор-21, ционально ширине щели, а ширина изображения спектральной линии будет оставаться при этом практически ио-стоянно . Отсюда следует, что освещенность в центре изображения спектральной линии при узких щелях будет меняться пропорционально ширине щели (рис. 48)., Иначе]товоря, при щелях уже нормальной (при чисто дифракционном уширении) интенсивность в центре монохроматической линии ведет себя так же, как интенсивность участка сплошного спектра. [c.72]

Для определения толщины и однородности тонких пленок в настоящее время широко используют методы, основанные на поглощении а- и -частиц в веществе [1]. Для этой цели применяют коллимированные пучки моноэпергетических а- или -частиц низкой энергии исследуемую фольгу помещают между источником излучения и детектором. Методы, основанные на использовании а-излучателей, дают более точные результаты в том случае, если а-частицы достигают детектора почти в самом конце пробега. Тогда даже незначительные изменения толщины образца в большой степени отражаются на скорости счета детектора. Приборы для определения толщины материала, основанные на регистрации прошедшего через него а- или -излучения, могут быть сравнительно простыми, если предназначаются для относительных измерений и контроля однородности. Однако при тщательной калибровке их можно использовать и для абсолютных измерений толщины с точностью до 1—2 мкг1см . Один из наиболее удачных методов измерения толщины состоит в регистрации хорошо коллимированного пучка а-частиц до и после фольги с помощью спектрометра с высокой разрешающей способностью, например состоящего из полупроводникового детектора с амплитудным анализатором. Мерой средней толщины фольги, помещенной на пути луча, является сдвиг спектральной линии в сторону низких энергий уширение линии может дать некоторую информацию о неоднородности фольги в микромасштабе. Вместо радиоактивного источника а-лучей можно использовать также моноэнергетический пучок из ускорителя [3]. [c.389]

Многие авторы [1—4] считают, что основным недостатком визуальных методов спектрального анализа является плохая воспроизводимость результатов, отмечая при этом тот факт, что определяющая ошибка анализа связана с субъективностью определения относительной интенсивности спектральных линий (вернее, величин, пропорциональных ей). Различные авторы по-разному объясняют источник этой ошибки. Так, В. Г. Алексеева [4] отмечает, что эта ошибка связана с уширением линии за счет уменьшения разрешающей способности прибора. Милтон [5], рассматривая теорию точности метода логарифмического сектора, пришел к выводу, что точность измерения относительной интенсивности аналитических пар линий мало зависит от у-фотопластинки и не зависит от параметров спектра и логарифмического сектора. Так как визуальные методы имеют большие возможности при решении различных спектроаналитических задач, то поднятый здесь вопрос о выяснении факторов, влияющих на точность визуальных методов, не второстепенен. К решению данного вопроса можно подойти следующим образом. [c.64]

Колебательно-вращательный спектр называют также ин -фракрасным спектром. Такие спектры очень разнообразны, особенно в случае свободных молекул (в газах при уменьшенном давлении). Разрешающая способность обычного спектрального прибора слишком мала для разделения индивидуальных линий, вызванных вращательными Переходами. При повышении давления или при конденсировании фаз эти линии исчезают, так как продолжительность существования отдельного вращательного состояния настолько сильно изменяется. при соударениях молекул, что наблюдается уширение и перекрывание линий. Спектры в ближней инфракрасной области 1(Л от 1000 до 50 000 нм) обусловлены колебаниями атомов. При этом, различают колебания вдоль валентных связей атомов (валентные) и колебания с изменением валентных углов (деформационные). Колебания возникают, если поглощение электромагнитного излучения связано с изменением направления и величины дипольного момента молекул. Поэтому молекулы, состоящие, например, из двух атомов, не могут давать инфракрасные спектры. Симметричные валентные колебания молекул СОг также нельзя возбудить абсорбцией света. Отдельные группы атомов в молекулах больших размеров дают специфические полосы поглощения, которые практически не зависят от строения остальной части молекулы. Этот факт используЮ Т для идентификац,ии таких групп. В симметричных молекулах колебания одинаковых групп энергетически равноценны и поэтому вызывают появление одной полосы поглощения. По такому упрощению ИК-спектра можно сделать вывод [c.353]