Источники света для измерений в видимой области спектра

В качестве источников света в приборе используют две лампы лампу накаливания, дающую сплошной спектр испускания в видимой области ртутно-кварцевую лампу, дающую линейчатый спектр испускания в ультрафиолетовой и видимой областях. В качестве монохроматоров служат светофильтры с узкими полосами пропускания 30— 40 нм. Прибор может быть использован как упрощенный спектрофотометр при изучении спектров систем, обладающих широкими полосами поглощения, для измерений в области 300—700 нм. Максимумы пропускания большинства светофильтров практически совпадают с рядом линий в эмиссионном спектре ртути (табл. 18). Поэтому с ртутно-кварцевой лампой можно производить измерения в ультрафиолетовой и видимой областях спектра с очень узкими монохроматическими пучками при следующих длинах волн (нм) 577,9 546 436 405,8 365 313. [c.250]

Однолучевой фотоэлектрический колориметр КФО. Предназначен для измерения пропускания и оптической плотности прозрачных сред в видимой области спектра (400—700 нм). Измерение отношения мощности двух световых потоков — прошедшего через раствор сравнения (W o) и через испытуемый раствор (W)—проводят методом пропорциональных отклонений. На селеновый фотоэлемент поочередно направляют световые потоки Wo и W. Пропускание раствора Т, представляющее отношение этих потоков, определяется как отношение соответствующих фототоков непосредственно по шкале микроамперметра, т. е. 7 = (W /U o) Ю0%. Оптическая схема прибора представлена на рис. 1.16. Источник света 1 помещен в фокальной плоскости конденсора 3, от которого через кюветы S и до фотоэлемента 6 идет параллельный пучок света. Для выделения отдельных участков спектра используются светофильтры (поглотители) 2 из цветного стекла. Шторка 4 служит для перекрытия светового потока, падающего на фотоэлемент [c.26]

Существует несколько источников погрешностей в спектрофотометрии. Среди них и те, кото рые возникают вследствие отклонения от закона Бера (см. гл. 18), и другие, связанные с характеристиками оборудования для спектрофотометрических измерений в ультрафиолетовой н видимой областях спектра. Эти погрешности возникают за счет изменения мощности источника света, характеристик детектора, электрического шума, положения кюветы кроме того, всегда существует субъективная погрешность оператора, связанная с отсчетом показаний по шкале поглощения или пропускания. Хотя эти погрешности часто могут быть сведены к минимуму или ликвидированы при использовании метода калибровочного графика, суммарная погрешность от всех этих источников обычно составляет от 0,2 до 1%. Рассмотрим сначала погрешность отсчета по шкале прибора. [c.642]

Свет источника в видимой области спектра мешает наблюдению и измерению люминесценции и его приходится убирать с помощью светофильтров, пропускающих возбуждающее излучение и поглощающих мешающую область спектра. Это ие всегда просто и связано с тем меньшими трудностями, чем большая доля излучения источника приходится па участок спектра, необходимый для возбуждения. Кроме того, неиспользуемое излучение источника переходит в конечном счете в тепло, что приводит к нежелательному перегреву светофильтра, других частей аппаратуры, а также и наблюдаемого объекта. В тех случаях, когда аппаратура предназначена для полевых условий, важно, чтобы источник возможно экономнее использовал потребляемую им энергию. [c.91]

Кварцевая проточная кювета (объемом 0,5—0,1 см ), лампа — источник УФ-излучения. С одной стороны кюветы имеется заслонка для установки прибора на нуль, с другой ее стороны — фотоумножитель. Применяется для измерений при 254 нм в непрерывном анализе. Линейная шкала поглощений (О — 0,5 или О — 2,5), которую можно использовать для регистрации результатов с помощью отдельного записывающего устройства. Может быть использовано для управления устройством отбора фракций. Сменные детекторы. Предусмотрена возможность работы в различных спектральных диапазонах. Однолучевая схема путем выделения (фильтрами) спектральной линии при 254 нм, излучаемой ртутной лампой низкого давления диапазон видимого света 410—700 нм с использованием клинообразного интерференционного фильтра с полушириной полосы пропускания 25 нм ближняя ИК-область спектра (700—950 нм) —с применением клинообразного интерференционного фильтра с полушириной полосы пропускания 40 нм. Двухлучевая схема (по выбору 254 или 280 нм) используется с применением флуоресцирующего кристалла в качестве источника (полуширина 17 нм). В модели 660 для анализа непрерывного потока вещества можно выбирать различные линии спектра излучения ртути (254, 313, 364, 405, 435, 546, 679 нм). Выбор нужной линии осуществляется с помощью сменных фильтров. [c.408]

Монохроматор состоит из источника света и диспергирующего устройства. Наиболее часто источником света служит лампа накаливания с вольфрамовой нитью, излучающая свет в области длин волн 340—1100 нм. Этот источник света позволяет работать в ближней ультрафиолетовой, видимой, а также в ближней инфракрасной областях спектра. Для измерений в ультрафиолетовой области спектра с л= 1864-350 нм применяют разрядную дейтериевую лампу. Важно, чтобы источник света давал непрерывный спектр по всей спектральной области, тогда с помощью диспергирующего устройства можно выделить любой нужный участок спектра. [c.34]

В книге изложены основы теории спектральных приборов и их устройства, а также техника спектроскопического эксперимента при исследовании видимой и близкой ультрафиолетовой областей спектра. Помимо призменных и дифракционных спектральных приборов, источников света, методов энергетических измерений и измерения длин волну в книге описаны методы и приборы интерференционной спектроскопии, спектроскопии с временным разрешением, методы исследования аномальной дисперсии и атомных спектров поглощения. Отдельная глава посвящена лазерной спектроскопии. [c.4]

ФЭК-56 315—630 Погрешность измерений в пределах 1 %. Источник света лампа накаливания со сплошным спектром в видимой области и ртутнокварцевая лампа с линейчатым спектром эмиссии в УФ- и видимой областях. Масса прибора 10,5 кг, питающего устройства — 12 кг. [c.73]

Спектрофотометр является наиболее подходящим прибором для определения количеств вещества порядка микрограммов. Он предназначен для измерений в видимой, ближней инфракрасной и ультрафиолетовой областях спектра. Монохроматор спектрофотометра позволяет выделять монохроматические полосы в пределах длин волн от 220 до 1000 нм. Количество излучения достаточно велико. В приборе предусмотрена взаимозаменяемость источников излучения, приемников энергии и приспособлений для крепления кювет. В области от 320 до 700 им пользуются обычной лампой накаливания с вольфрамовой нитью мощностью 32 Вт, в области от 220 до 320 нм — малогабаритной водородной лампой. По водородной лампе можно проверять правильность показаний монохроматора, так как ее спектр содержит несколько линий, длины волн которых хорошо известны. Для получения спектра, относительно свободного от рассеянного света, применена кварцевая призма. Оптическая схема спектрофотометра представлена на рис. 16. [c.231]

Следует подчеркнуть, что рассеяние происходит не только на частицах в газах пламени и частицах пыли, но и вследствие рэлеевского рассеяния излучения молекулами и атомами, и поэтому последнее явление представляет собой основное ограничение в измерениях методом резонансной флуоресценции. Сечения рэлеевского рассеяния увеличиваются пропорционально AJ где h — длина волны падающего лазерного излучения. Вклад рэлеевского рассеяния (от атомов и молекул) в пламенах соответствует 200—2000 отсчетов в 1 с для типичной флуоресцентной установки, в которой в качестве источника возбуждения используется обычная ксеноновая дуговая лампа на 150 Вт фирмы ElM.iV . Поэтому, допуская, что время интегрирования 10 с и дробовой шум из-за рассеяния мал, шум составляет 100 отсчетов, что типично для ограничивающего уровня шума в обычной атомной флуоресценции с обычными источниками света, особенно в ультрафиолетовой области. Конечно, в видимой области ( 300 нм) шум фона пламени может даже превышать шум рассеяния в некоторых областях спектра. Во всяком случае, величина шума рассеяния, неотъемлемая в любых флуоресцентных методах, достаточно велика, чтобы оправдать крупные исследования в области использования нерезонансной флуоресценции для анализа. [c.229]

Интенсивность отраженного света, измеренная в Яг, зависит от количества падающего света как в Я1, так и в Яг. Другими словами, она является функцией распределения интенсивности источника света, используемого в спектрофотометре. Этот источник должен, следовательно, иметь то же спектральное распределение, что и источник, при котором обычно проводится визуальное сравнение образцов, включая ультрафиолетовую область спектра, которая часто возбуждает флюоресценцию в видимой области. [c.128]

Визуальное сравнение обычно проводится при дневном свете. Сам по себе дневной свет может испытывать значительные флюктуации спектрального состава. Были выполнены достаточно обширные измерения и сделан анализ изменений фаз дневного света Выбор источника, воспроизводящего распределение дневного света в приборе, представляет определенную трудность. Вольфрамовая лампа с соответствующим светофильтром достаточно хороша в видимой части спектра, но не пригодна для ультрафиолетовой области. Более перспективной является ксеноновая лампа в сочетании с корре-гирующим светофильтром. [c.128]

В спектрофотометрии УФ и видимой областей спектра применяются приборы с фотоэлектрической регистрацией — фотоэлектроколориметры и спектрофотометры. Широко используются фотоэлектроколорйметры марок ФЭК-56М, ФЭК-60, однолучевые спектрофотометры СФ-14, СФ-16, СФ-26, СФ-18. Приборы различаются по спектральным областям, в которых они работают, и по способу монохроматизации светового потока. Фотоэлектроколориметры пригодны только для видимой области спектра, и монохроматизация излучения осуществляется светофильтрами, обладающими избирательным пропусканием излучения в интервале длин волн 30—40 нм. Оба указанных фотоэлектроколориметра отличаются набором светофильтров, пропускающих излучение в разных областях спектра ФЭК-56М — в области 315—610, ФЭК-60—364—930 нм. Источником излучения в них является лампа накаливания, дающая сплошной спектр. Применяются приборы в основном для измерения свето-пропускания или светопоглощения жидких сред с помощью стеклянных кювет разного размера. Выбор кювет обусловливается интенсивностью окраски анализируемого раствора, его количеством и аналитической длиной волны. Спектрофотометры СФ-16 и СФ-26 позволяют провести более узкую монохроматизацию излучения с помощью монохроматоров, в которых диспергирующая призма разлагает сплошное излучение в спектр с интервалом длин волн 1—2 нм. [c.25]

Спектрогониофотометр, естественно, представляет собой гониофотометр, работающий по тому же принципу, как показано на рис. 3.4. Однако между источником и апертурной диафрагмой / теперь установлен монохроматор так, что мы можем освещать образец монохроматическим светом любой длины волны из видимой области спектра. Если проводить измерение через 10 нм в интервале от 380 до 770 нм, получим значения кривой спектрального отражения в 40 точках. Таким образом, число (полный набор) спектрогониофотометрических измерений, охватывающих всю полусферу для всех положений источника и фотометра, достигает 40 млн. [c.449]

Метод титрования в видимой области спектра с применением индикаторов оказывается неприменимым в микротитровании,, а в ряде практически важных случаев и недостаточно точным ввиду трудности отыскания реакций, обеспечивающих необходимую точность измерений в точке эквивалентности. Для таких случаев представляет интерес метод микротитрования, основанный на наблюдении изменения поглощения УФ-лучей в точке эквивалентности веществ, участвующих в реакции. Необходимое условие применения ультрафиолетового титрования состоит в следующем поглощать УФ-лучи должно или вещество, растворенное в титрованном рабочем растворе, пли титруемый ион, но не оба одновременно продукты реакции не должны поглощать УФ-лучей. Титруемый раствор помещают между источником УФ-радиацин и люминесцирующим экраном. Если УФ-лучи поглощает вещество, заключенное в титрованном рабочем растворе, экран будет светиться (титруемый ион и продукты реакции не поглощают УФ-лучей). Если поглощает титруемый ион, то экран темный до момента эквивалентной точки в эквивалентной точке титруемый ион полностью переведен в не поглощающие УФ-лучей продукты реакции. При ультрафиолетовом титровании могут быть использованы те же приемы, что и при работе в видимой области спектра. [c.220]

Прибор применяют для измерения оптической плотности и све-топронускания растворов в области спектра 315—630 нм. В качестве источников света используют две лампы лампу накаливания, дающую сплошной спектр испускания в видимой области спектра, и ртутно-кварцевую лампу с линейчатым спектром испускания в ультрафиолетовой и видимой областях. Приемниками световой энергии служат два сурьмяно-цезиевых фотоэлемента, включенных Б цепь, как и в приборе ФЭК-М, по дифференциальной схеме. Прибор снабжен набором узкополосных светофильтров с максимумами пропускания при 315, 364, 400, 434, 490, 540, 582 (597, 630) нм (рис. 20). [c.82]

Для измерений в монохроматическом свете есть выбор не у двумя возможностями 1) использовать источник монохроматического света в соединении с дешевым монохроматором с малой дисперсией или с набором фильтров или 2) применить истотаик, дающий сплошной спектр, соединив его с дорогостоящим монохроматором высокой дисперсии. Обычно источники монохроматического света обладают мощным излучением нескольких длин волн. Однако измерения ограничиваются этими длинами волн, что является недостатком, наиболее резко проявляющимся у натриевой лампы, которая в видимой области спектра дает мощное излучение только с длинами волн, равными 5895,9 и 5889,9 А—дуплет обычно называемый линией -О. По этой причине, а также на основании соображений, приведенных на стр. 229, следует отдать предпочтение ртутной дуге, которая излучает в видимой области сВектра лучи с длинами волн 5790,7 5769,6 5460,7 4916,0 4358,3 А. [c.224]

При измерении спектров поглощения в ультрафиолетовой области в качестве источника света используется водородная (дейтеривая) лампа (200—350 нм), а кюветы для раствора вещества, призма и вся оптика в приборе должны быть изготовлены из кварца (обычное стекло непрозрачно для коротковолнового излучения). При работе в видимой области используют тот же прибор, но в качестве источника излучения применяют лампу накаливания (от 350 нм и далее), а кюветы могут быть изготовлены из обычного стекла. В качестве растворителей в УФ спектроскопии применяют вещества, не имеющие поглощения в исследуемой области спектра и не вступающие в химическое взаимодействие с растворенным веществом (см. табл. 1). Для измерения электронных спектров поглощения обычно используют сильно разбавленные растворы (10 —10" моль/л). [c.129]

В ВИДИМОЙ И ультрафиолетовой областях, монохроматора для выделения требуемой длины волны возбуждения, держателя образца и второго монохроматора с фотоумножителем для анализа света флуоресценции. С помощью такого прибора можно выделять узкую полосу длин волн возбуждающего света и измерять спектр флуоресценции образца, можно также устанавливать монохроматор флуоресценции на длину волны полосы флуоресценции вещества и наблюдать изменение ее интенсивности в зависимости от длины волны возбуждающего света. В принципе это просто, но на практике при такой конструкции очень трудно достигнуть высокой чувствительности, так как много света теряется. Свет источника распространяется во всех направлениях, и только небольшая доля его попадает в первый монохроматор. Из этой доли лищь узкая полоса длин волн направляется на образец, который чаще всего поглощает не более 1% света, остальная же часть пропускается и не используется вовсе. Свет флуоресценции тоже распространяется во всех направлениях, и только небольшая его часть собирается вторым монохроматором. Этот свет снова диспергируется, и опять выделяется узкая полоса длин волн, так что окончательная интенсивность света, падающего на детектор, составляет очень малую долю от света, испускаемого источником. Такие потери света уменьшают несколькими способами. Очевидно, лучше использовать наиболее мощную лампу, наиболее чувствительный детектор и по возможности большие монохроматоры. Но даже с очень большими и дорогими монохроматорами чувствительность будет оставаться довольно низкой, если измерения проводить при очень узких щелях на обоих монохроматорах. К счастью, чувствительность можно увеличить также использованием широких щелей на том или другом монохроматоре. Например, Паркер [73] получил хорошо разрешенные спектры возбуждения антрацена при концентрации менее 10 вес. ч. с помощью прибора, имеющего монохроматоры с малой светосилой, но с широкой щелью у монохроматора флуоресценции. Аналогичные чувствительность и разрешение можно получить при измерении спектра флуоресценции при широких щелях монохроматора возбуждения. Иногда вместо двух монохроматоров можно использовать фильтры либо на возбуждении, либо на флуоресценции. Со ртутной лампой и фильтрами в канале возбуждения света можно получить гораздо большую интенсивность, чем при выделении света с помощью большого монохроматора. Как будет показано далее, наиболее серьезны трудности, связанные с ограниченной интенсивностью возбуждающего света в области длин волн короче 300 нм. Эта область является самой важной, так как большинство простых органических соединений не поглощает свет в длинноволновой области и для получения адекватной чувствительности прихо- [c.130]

Визуальный, когда наблюдение спектра поглощения при качественном анализе производится в видимой области при помощи простейших спектроскопов прямого зрения с пробирками или небольшими кюветами для растворов, помещаемых непосредственно перед щелью В качестве источника света, пропускаемого через исследуемое веще ство, используется лампа накаливания или дневной солнечный свет Для количественного анализа проводится точное измерение ослабле ния световых лучей определенной длины волны при прохождении их через исследуемое вещество. Эта задача решается визуальным спек трофотометрированием при помощи спектрофотометров с поляриза- [c.12]

Материал этой части главы разбит по разделам возбуждение, приготовление образцов, измерения и разнообразные методические приемы. Вначале рассмотрены главным образом вопросы выбора источников света, интенсивности света и выделения выбранных спектральных интервалов при помощи фильтров и монохроматоров. Кроме возбуждения действием света, существует множество других методов возбуждения, включая возбуждение рентгеновскими лучами, гамма-лучами, электронами и другими быстрыми частицами. Однако в большинстве исследований по люминесценции для возбуждения используют видимый и ультрафиолетовый свет. Поглощение света значительно более селективно, чем другие методы, а так как последние с большей полнотой рассмотрены в ряде уже опубликованных работ, то мы ограничимся здесь только первым методом. Приготовление образцов включает очистку веществ, приготовление твердых стекол, низкотемпературную методику и выращивание монокристаллов. В следующем разделе описана аппаратура для регистрации флуоресценции и фосфоресценции, для измерения времени жизни и квантового выхода. Прингсгейм [17] в своей монографии Флуоресценция и фосфоресценция дает хорошее представление о методах эксперимента, применявшихся примерно до 1949 г. Исчерпывающий обзор по спектроскопии и спектрофотометрии в видимой и ультрафиолетовой области дан Вестом [33]. Более специфичные вопросы, связанные с определением флуоресценции и фосфоресценции, источниками света, приемниками, флуориметрами, приборами для регистрации спектров флуоресценции и фосфоресценции и для измерения времени жизни и квантового выхода рассмотрены Вотерспуном и Остером [35]. Исчерпывающая библиография, собранная Липсетом [36], содержит ссылки на работы, в которых рассматриваются вопросы методики исследования переноса энергии и сходных явлений. [c.81]

Флуоресценция весьма распространена в покрытиях, ибо некоторые материалы преобразуют часть УФ-излучения, присутствующего в дневлом свете, в видимое излучение, либо синий цвет, например, превращают в зеленый. В результате свет определенных длин волн, отражающийся от поверхности, может по интенсивности превосходить падающий свет тех же длин волн. Флуоресцирующие краски и красители для дневного света используют для нанесения предупредительных надписей. Флуоресценция значительно усложняет цветовые измерения по двум причинам. Во-первых, при измерениях следует принимать в расчет только часть излучения в близкой к ультрафиолетовой области, присутствующей в источнике излучения, под освещением которого рассматривается покрытие. Во-вторых, нельзя предполагать, что свет, отраженный от покрытия, будет той же длины волны, что и падающий, так что необходимо производить освещение в полном спектре (а не последовательно, пучками с узким диапазоном длин волн), и затем анализировать отраженный свет. Фосфоресценция дает еще больше проблем при измерении, но, к счастью, ограничивается малым числом материалов, применяемых только для очень специальных целей. [c.433]

Монохроматоры. Монохроматор — это оптическая система, выделяющая из всего спектра источника света излучение опредв ленной длины волны. Это обычно призмы, по-разному преломляющие свет разных длин волн, или дифракционные решетки. В видимой области используются обычные стеклянные призмы, но в ультрафиолетовой области они не годятся, поскольку стекло начинает поглощать уже при Я, < 400 нм, поэтому призмы делают из кварца. На самом деле к образцу от монохроматора поступает не монохроматическое излучение, а свет в некотором диапазоне длин волн, называемом спектральной шириной щели. Ширина щели — важный параметр, поскольку она определяет тот диапазон длин волн, при которых на самом деле проводятся измерения. При анализе спектров используется понятие ширина полосы (ДЯ,) —диапазон длин волн, в котором интенсивность прошедшего света больше половины интенсивности при длине юлны максимума пика. Эта величина зависит как от ширины щели 8, так и от обратной линейной дисперсии материала призмы дк/йЗ). Величина дХ йЗ, как видно из табл. 5.2, зависит от длины волны. Данные таблицы хорошо иллюстрируют также, насколько лучше в видимой области применять стеклянные призмы, чём кварцевые. [c.148]

Измерение интенсивности света в метр-овечах (или люксах) полезно для повседневного пользования, но недостаточно точно при определении потребляемой энергии, поскольку другие источники света (не свеча) испускают свет с другим спект раль-иым составом. Учитывая все это, мы можем П(р01извести приблизительные расчеты. Плотность потока солнечного света у поверхности моря (прямой солнечный свет в полдень и рассеянный синий свет неба) эквивалентна примерно 10 ООО фут-свечам.. Для солнечного света (включая ультрафиолетовое и инфракрасное излучение) 1 фут-свеча соответствует примерно 100 эрг- см -с Ч Так как на видимую часть спектра, т. е. на область фотосинтетнчесми активной радиации (ФАР см. табл. 3.1), приходится лишь 50% полной энергии солнечного излучения, то для ФАР 1 фут-свеча соответствует примерно 50 эрГ СМ" С" [c.39]

В этом случае выбор видимого света для проведения измерений определяет тип измеряющего прибора. В частности, для освещения пробы можно использовать лампу накаливания с вольфрамовой нитью. Однако эта лампа испускает широкие интервалы частот видимого излучения (источник непрерывного спектра), а нам необходимо выделить определенную область ее спектра испускания для изучения поглощения пробы яри выбранных частотах. Для этой цели вполне достаточно бывает применение окрашенного стеклянного светофильтра. Этот светофильтр должен поглощать большинство частот, за исключением тех, что расположены внутри узкой полосы, показанной, например, на рис. 18-9. Эти частоты будут пропускаться светофильтром и могут использоваться для освещения пробы. В действительности светофильтры не являются одноцветными , но в связи с узостью [c.615]