Диспергирующие системы монохроматоров

ДИСПЕРГИРУЮЩИЕ СИСТЕМЫ МОНОХРОМАТОРОВ [c.134]

Принципиальная оптическая схема спектрального прибора приведена на рис. 26. От источника излучения 1 луч сложного спектрального состава, пройдя через кювету с образцом 2, поступает через входящую щель 3 в монохроматор 4, состоящий из фокусирующей оптики 5 и диспергирующей системы 6, которая может быть в виде призмы или дифракционной решетки, а затем через выходную щель 7 подается последовательно на приемник излучения 8 и регистрирующее устройство 9. Фокусирующая оптика и диспергирующая система создают в фокальной плоскости монохроматические изображения входящей щели, а совокупность этих изображений образует спектр. [c.53]

Нарисуйте оптическую схему двойного монохроматора с общей средней щелью и с 30-градусными призмами в качестве диспергирующей системы. Как должно измениться положение оптических деталей при переходе к другой длине волны [c.151]

Монохроматор — спектральная диспергирующая система — выделяет узкий участок длин волн [c.653]

В эмиссионной спектрометрии используют диспергирующие системы двух типов монохроматоры и полихроматоры. [c.24]

Измерения оптической плотности О в ультрафиолетовой и видимой области проводятся на фотоэлектрических спектрофотометрах. Основными частями этих приборов являются источник излучения (лампа накаливания для видимой области, газоразрядная водородная или дейтериевая лампа ультрафиолетовой области), монохроматор, диспергирующая система которого основана на использовании кварцевой призмы или дифракционной решетки, кюветное отделение, в котором располагаются кюветы с исследуемыми веществами, приемное и фотометрическое устройство для сравнительной оценки интенсивности световых потоков /о и /, основанное на использовании фотоэлементов. [c.35]

Плоские решетки применяются только в монохроматорах. Для входной и выходной коллимации необходимы зеркала. Оптическая схема с единственным вогнутым зеркалом называется схемой Эберта, а с двумя зеркалами — схемой Черни—Тернера (рис. 8.1-12). Фокусное расстояние / зеркал (а) определяет фокусное расстояние диспергирующей системы. Выбор линии осуществляют вращением решетки. В этом случае уравнение решетки подходит для расчета дифрагированной длины волны, если принять разность а — (3 равной постоянной величине. [c.30]

Систематические ошибки, вносимые монохроматором, характеризуются его аппаратной функцией, которая определяется аппаратной функцией диспергирующей системы, аберрациями коллиматоров и искажениями, вносимыми входной и выходной диафрагмами коллиматоров. [c.43]

В отличие от монохроматоров, в полихроматорах вывод аналитических линий на щели осуществляют перемещением самих щелей вдоль фокальной поверхности. Полихроматоры имеют, как правило, высокую линейную дисперсию и большую длину спектра в фокальной поверхности. Это позволяет установить большое число выходных щелей. Так же, как при работе с монохроматорами, ширину выходной щели берут больше, чем входной. Разные выходные щели могут иметь разную ширину в зависимости от расстояния до ближайших линий в спектре. В качестве диспергирующей системы в полихроматорах обычно используют вогнутые дифракционные решетки. [c.161]

Монохроматор по существу является спектроскопом, снабженным как входной, так и выходной щелями. В качестве диспергирующего элемента может применяться призма, диффракционная решетка или интерференционный клин (детали см. в главе 6). Часто рекомендуется дополнительно вставлять один или несколько светофильтров, назначение которых заключается в уменьшении количества паразитного света другой длины волны. Такое паразитное излучение обусловлено рассеянием или отражением от внутренней поверхности монохроматора и, в случае приборов с диффракционными решетками, наложением спектров более высоких порядков. Другой путь устранения паразитного излучения —применение двойного монохроматора, в котором излучение, прежде чем достигнуть выходной щели, проходит последовательно через две диспергирующие системы. [c.202]

Автоматический спектрофотометр для работы в близкой ультрафиолетовой, видимой и близкой инфракрасной областях спектра выпускается под маркой СФ-8. Прибор построен по двухлучевой схеме. Диспергирующая система состоит из двух монохроматоров. Первый — призменный — имеет небольшую дисперсию и служит для предварительной монохроматизации света, падающего на второй монохроматор с дифракционной решеткой. Прибор работает в интервале 195—2500 нм. Средняя дисперсия в области 195—400 нл составляет 10 А/мм, в области 400—500 нм — 25 А/мм, в области 500—2500 нм — 15 А/мм. Источники света — водородная лампа ДВС-25 для области 195—320 нм и лампа накаливания ОП-0,3-33 для длинноволновой области. Фотоприемники — фотоумножитель ФЭУ-39А в области 195— [c.79]

Оптическая система простого монохроматора включает входную щель, коллиматорный объектив, диспергирующее устройство, фокусирующий объектив и выходную щель, которая выделяет излучение, принадлежащее узкому интервалу длин волн. Необходимой частью любого монохроматора является также механическое устройство для изменения спектрального состава излучения, направляемого на выходную щель. В принципе безразлично, движется ли щель вдоль спектра или спектр относительно щели. В типовых конструкциях монохроматоров обе щели неподвижны и направления пучков, входящих в прибор и выходящих из него, постоянны, а движение спектра по щели ( сканирование спектра) осуществляется изменением положения диспергирующей системы по отношению к падающему пучку лучей. [c.126]

При выборе параметров монохроматора в спектрометре (спектрофотометре) необходимо обеспечить, прежде всего, заданную разрешающую способность Я = Х/8Х. Теоретическая разрешающая способность Я о при любой диспергирующей системе определяется формулой (1.36), и очевидно, что угловая дисперсия О и размеры диспергирующего элемента (ширина диспергированного пучка а ) должны быть связаны соотношением [c.144]

Ограничимся рассмотрением случая, когда оба объектива монохроматора одинаковы, а меридиональное увеличение диспергирующей системы равно 1 (призма в минимуме отклонения или решетка в автоколлимации). Тогда оптическая система монохроматора имеет такие же аберрации, как симметричная оборачивающая [c.148]

В одних случаях диспергирующая система, как и в спектрографе, устанавливается в фиксированном положении, так что в данную точку фокальной поверхности приходит излучение вполне определенной длины волны. В других случаях, как и в монохроматоре, на данную щель поочередно направляется излучение разных длин волн, т. е. осуществляется сканирование спектра. При этом диспергирующая система является системой постоянного отклонения. [c.197]

Фурье-спектроскопия имеет ряд больших достоинств. Два главных преимущества интерферометров перед обычными спектрометрами заключаются в следующем. Во-первых, это выигрыш в энергии за счет того, что при сканировании в каждый момент времени на приемник попадает излучение всего исследуемого спектрального диапазона длин волн, а не узкий его участок, определяемый в монохроматоре обычного прибора диспергирующей системой и щелями. Иными словами, в интерферометре в течение всего времени сканирования получается информация одновременно обо всем исследуемом спектральном диапазоне, а в обычном спектрометре в разные моменты времени получается информация только об узких спектральных полосах исследуемого диапазона. Данное преимущество интерферометров особенно важно в длинноволновой области, где интенсивность излучения источника мала и отношение сигнала к шуму является лимитирующим фактором. [c.270]

Размер (диаметр) коллиматорного зеркала выбирают таким, чтобы заполнить светом заранее -выбранный диспергирующий элемент. После выбора диспергирующего элемента остается задать фокусное расстояние коллиматорного зеркала (/), которое определит величину относительного отверстия ( >//), где О — диаметр зеркала. Фокусное расстояние — существенный параметр, так как от него в значительной мере зависят общие размеры монохроматора. Однако в определении светового потока при выбранном диспергирующем элементе величина фокусного расстояния или относительного отверстия коллиматора не играет существенной роли. Это объясняется тем, что рабочие характеристики современных спектрометров (при обычной скорости сканирования) ограничены только величиной световой энергии . Если сравнить две системы монохроматоров с диспергирующими элементами одинаковых размеров, но с фокусными расстояниями коллиматоров, отличающимися вдвое, то окажется, что телесный угол входящего светового пучка в короткофокусном монохроматоре вдвое больше, чем в длиннофокусном. Это увеличивает общий световой поток в короткофокусном монохроматоре в 4 раза по сравнению с длиннофокусным. Но при фиксированном разрешении в длиннофокусном приборе будут вдвое более высокие и вдвое более широкие щели с площадью в 4 раза большей, а значит, вчетверо возрастет и входящий световой поток. Таким образом, обе системы оказываются эквивалентными по величине входящего светового потока. [c.15]

Из соотношения (I. 1) следует, что реальная разрешающая способность монохроматоров с различными диспергирующими системами должна быть существенно различной. Действительно, призменные монохроматоры обладают, как правило, сравнительно малой разрешающей способностью (10 —10 ). Монохроматоры с дифракционными решетками могут иметь более высокую разрешающую способность ( 5>10 ). Интерференционные приборы обладают разрешающей способностью, достигающей нескольких миллионов. [c.13]

Из-за малой величины постоянной АХ эшелон обычно скрещивается с монохроматором или спектрографом. При этом эшелон либо располагается мегкду коллиматорным объективом и диспергирующей системой спектрографа (внутренняя установка), либо помещается в параллельном пучке света, образованном специальным коллиматором, входная щель которого является выходной щелью монохроматора (внешняя установка). Одна из возможных схем установки с эшелоном Майкельсона показана на рис. 6.5. [c.160]

Основными частями этих приборов являются источник сплошного излучения (лампа накаливания для видимой области, газоразрядная водородная лампа для ультрафиолетовой области), монохроматор, диспергирующая система которого основана на использовании кварцевой призмы, кюветное отделение, в котором располагаются кюветы с исследуемыми веществами, приемное и фотометрическое устройство для сравнительной оценки интенсивности световых потоков /о и /, основанное на использовании фотоэлементов. [c.780]

Оптическая схема приборов приведена на рис. 91, их общий вид — на рис. 92. Оптическая система приборов состоит из спектральной (двойного монохроматора) и фотометрической частей. Нить лампы 1 (см. рис. 91) изображается конденсором 2 через входную щель 3 в плоскости объектива 4 коллиматора. Входная щель расположена в фокальной плоскости объектива. Выходящий из него параллельный пучок света проходит диспергирующую призму 5 и разлагается в спектр. Объектив 6 первого монохроматора дает спектральное изображение входной щели в плоскости средней щели по линии А А. Средняя щель двойного монохроматора, образованная зеркалом 7 и ножом 8, [c.274]

Детекторная система, служащая для регистрации сигнала, поступающего из камеры, состоит да оптического диспергирующего устройства, например монохроматора или фильтра, выделяющего резонансную линию элемента, и детектора излучения, например фотоумножителя, а также системы индикации для снятия величины поглощения. [c.50]

В отличие от системы фильтрации излучения конструкции диспергирующей части длинноволновых монохроматоров не имеют какой-либо специфики по сравнению с приборами средней и близкой ИК-области единственной характерной их чертой является большая светосила. Существует мнение, что из-за низкой излучательной способности источников излучения для повышения разрешающей силы прибора необходимо повышение его светосилы. Для проверки этого положения рассмотрим предел разрешения спектрометра, определяемый энергетическими соотношениями. [c.110]

Любой спектрометр обязательно имеет в своем составе источник излучения и приемник. Важнейшей частью диспергирующего прибора является монохроматор, включающий в себя входной коллиматор, диспергирующую систему и выходной коллиматор (рис. 14.5.47). Входной коллиматор состоит из входной щели (7), освещаемой источником излучения, и фокусирующего элемента (линзы или вогнутого зеркала), преобразующего расходшдийся от щели пучок излучения в параллельньп<. Диспергирующая система (призма или дифракционная решетка) разлагает параллельный пучок света на его монохроматические составляющие, распространяющиеся под разными углами. Объектив выходного коллиматора фокусирует эти пучки в фокальной плоскости, образуя совокупность монохроматических изображений входной щели— спектр. Выходная щель (2) пропускает узкий участок спектра источника излучения, направляемого на нее плоским зеркалом (3), который регистрируется приемником излучения вогнутое зеркало (4) играет роль как входного, так и выходного коллиматора. При повороте зеркала (5) или призмы (5) осуществляется перемещение спектра относительно выходной щели, т. е. сканирование. [c.432]

Хэррингтон и Мальмштадт [177а] предложили сочетать спектрофлуориметр с перестраиваемым лазером на красителях, что оказалось крайне важным для практической аналитической химип. В конструкции имеется один монохроматор, выполняющий одновременно роль элемента настройки лазера на красителях и диспергирующей системы для получения спектров флуоресценции. При установке в монохроматоре стандартных дифракционных решеток была получена ширина полос генерации лазера на красителях, равная 1 нм, причем одновременно фотографировался спектр флуоресценции в интервале 100 нм с дисперсией 2 нм/мм. [c.292]

Дифракционные решетки были впервые применены для получения инфракрасных спектров еще в 1910 г., однако вплоть до настоящего времени в большинстве спектрометров в качестве диспергирующей системы использовались призмы. Таким образом, доступный спектральный интервал естественно ограничивался оптическими свойствами материала призм. Поскольку в большинстве приборов применяется оптика из хлористого натрия или бромистого калия с пределами пропускания 650 и 400 см соответственно, область частот ниже 400 см получила название дальней , или длинноволновой , инфракрасной области. С применением в монохроматорах призм из бромистого или иодистого цезия высокочастотная граница дальней инфракрасной области отодвинулась до 200 см Ч Ее низкочастотным пределом считают обычно 10 см далее располагается спектральный интервал, который исследуется с помощью микроюлно-вых методов. [c.8]

В связи с малой интенсивностью линий комбинационного рассеяния для их получения используются светосильные спектрографы. Однако и в этом случае для получения достаточно четких спектров необходимы длительные экспозиции. В последнее время стала развиваться фотоэлектрическая методика регистрации спектров комбинационного рассеяния. В этом случае излучение принимается светосильным монохроматором, за выходной щелью которого расположен фотоумножитель фототок после усиления регистрируется самописцем. При записи спектр перемещается по выходной щели монохроматора при помощи вращения диспергирующей системы (принцип сканирования спектра). Сочетание светосильных монохроматоров с ФЭУ, обладающими большой чувствигельностью, позволяет быстро записывать слабые спектры комбинационного рассеяния вместо нескольких часов экспозиции при фотографировании. [c.15]

Примером прибора первого типа служит спектрофотометр СФ-4А. Его диспергирующая система состоит из автоколлимационной 30°-ной кварцевой призмы. Объектив зеркальный с F = 500 мм. Относительное отверстие 1 10. Дисперсия монохроматора равна 7,5 А/мм при 2000 А, 100 к/мм при 4000 А, 650 А/ллпри 8000 А и 1000 к/мм при 12 ООО А. Полуширина инструментального контура в видимой области не более 10—20 к. Рабочая область спектра, определяемая чувствительностью фотоэлементов,— от 2200 до И ООО А. [c.126]

Монохроматоры и полихроматоры. Наиболее распространеппым прибором этого класса является монохроматор типа УМ-2 (рис. 22), который предпазпачеп для работы в видимой части спектра. В качестве диспергирующей системы применена нризма постоянного отклонения. Переход от одной области спектра к другой осуществляют с помощью барабана, вращение которого связано с поворотом призменного столика. По шкале барабана отмечается угол его поворота, проградуированный но известному спектру. Монохроматор обладает небольшой дисперсией, поэтому оп может быть использован при изучении только простых эмиссионных и абсорбционных спектров. [c.23]

Пульсирующий луч проходит через входную щель монохроматора и затем диспергируется (разлагается в спектр) призмой 10 из Na l. При отсутствии поглощения образном на приемник излучения 11 (болометр) попадаюп пучки света одинаковой интенсивности и па входе усилительной системы сигнала не будет. При наличии поглощения в одном из каналов на болометр попадают пучки различной интенсивности, в результате чего на входе усилительной системы появляется переменный сигнал, частота которого равна частоте прерывания света прерывателем. Этот сигнал после усиления и преобразования подается на обмотку электродвигателя отработки 12, который перемещает ([ютометрический клин 8, уменьшая до нуля возникшую разность интенсивности пучков света, проходящих по каналам I и II. Фотометрический [c.195]

Устройство диспергирующих систем подобно уже описанным для атомно-эмиссионной спектрометрии (разд. 8.1). Большинство производимых систем ААС основаны па одноэлементном определении. Для выбора линий используют, следовательно, монохроматор на основе вращающейся плоской решетки. Недавно были разработаны системы с одновременным многоэлемент-ным определением, использующие полихроматор на основе решетки эшелле 79 штрих/мм с применением дисперсии на скрещенных пучках для получения двумерных спектров. [c.48]

Излучение источника фокусируется зеркалами на диспергирующее устройство (призма из высококачественного кварцй фракционная решетка). Там пучок разлагается в спектр, изображение которого тем же зеркалом фокусируется на выходной щели монохроматора. Выходная щель из полученного спектра вырезает узкую полосу спектра чем уже щель, тем более монохроматична выходящая полоса. С помощью зеркала монохроматизированный пучок разделяется на два одинаковых по интенсивности луча один проходит через кювету сравнения, а другой - через кювету с образцом. Вращающейся диафрагмой перекрывают попеременно то луч сравнения, то луч образца, разделяя эти лучи во времени. После прохождения кювет световой поток зеркалами направляется на детектор, которым обычно служит фотоэлемент или фотоумножитель. После детектора сигнал усиливается и поступает на специальное электронное устройство -разделитель сигналов, где он раздваивается на два канала сигнал образца и сигнал сравнения. В обоих каналах сигналы усиливаются и подаются на самописец, который регистрирует отношение степени пропускания световых лучей через кювету образца к пропусканию светового потока через кювету сравнения. Логарифм данного отношения равен разности оптических плотностей образца и эталона эту величину можно записать, если перед самописцем установлено логарифмирующее устройство. В этом случае спектр будет представлять зависимость оптической плотности от длины волны или волнового числа и зависит от концентрации измеряемого образца. Для получения спектра, не зависящего от концентрации раствора, экспериментально полученный спектр перерисовывают по точкам, пользуясь законом Бугера-Ламберта-Беера, в спектр в координатах lg (или )- X (или V), Нерегистрирующие спектрофотометры - однолучевые приборы, измеряющие по отдельным точкам (спектрометрический метод). В сочетании с измерительной системой по схеме уравновешенного моста это наилучшие приборы для точных количественных измерений, которые осуществляются путем сравнения сигналов при попеременной установке в световой пучок образца и эталона. Основной их недостаток состоит в большой затрате времени для записи спектра, а не полосы поглощения при единственном значении длины волны. [c.185]

Блок-схема установки приведена на рис. 4. Диспергирующим элементом в системе является сканирующий монохроматор МДР-76. Замена бихроматора на сканирующий монохроматор приводит к переходу от параллельного режима регистрации спектра к последовательному и тем самым к невозможности осуществлять дистанционное зондирование с присущими ему неконтролируемыми изменениями оптических характеристик на трассе зондирования (например, на поверхности моря). Но такой переход дает возможность получать полные (панорамные) спектры эхо-сигналов, которые можно корректно обрабатывать (в частности, вычитать пьедестал) и получать истинное значение параметра Ф . [c.180]

Скоростное сканирование спектра. Скоростные спектрометры дают возможность получать от нескольких десятков до нескольких сотен и тысяч спектров в секунду. Спектрометры с возможностью наблюдения спектра на экране осциллографа получили название спектровизоров. Сканирование спектра в принципе может быть осуществлено движением одного из трех конструктивных узлов спектрометра — диспергирующего элемента и входного или выходного коллиматоров. Проще всего перемещать отдельные элементы одного из таких узлов — автоколлимационное зеркало в призменной системе Уолша или входную щель монохроматора. По этому признаку все конструкции спектровизоров можно разделить на два типа приборы с колеблющимся (или враищющимся) зеркалом и приборы с бегущей щелью. Максимальное число спектров в секунду, полученное этими способами колеблющимся зеркалом — до 400 спектр сек (при разрешающей силе порядка 300) [31.1], бегущей щелью—до 10 —10 с/ге/стр/сек. Инерционность механических элементов существенна только в случае колеблющегося зеркала. [c.254]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология