Детекторы фотоэлектрические

Ключом к пониманию работы спектрометра с дисперсией по энергии служит то, что амплитуды импульсов, производимых детектором, в среднем пропорциональны энергии входящего рентгеновского кванта. Основной процесс детектирования, с помощью которого происходит пропорциональное преобразование энергии фотона в электрический сигнал, иллюстрируется на рис. 5.17. Невозмущенный 51 (Ь1)-кристалл обладает зонной структурой (описание зонной структуры дано в обсуждении катодолюминесценции в гл. 3), в которой состояния в зоне проводимости свободны, а состояния в валентной зоне заполнены. При захвате высокоэнергетического фотона электроны перебрасываются в зону проводимости, оставляя дырки в валентной зоне. При наличии напряжения смещения электроны и дырки разделяются и собираются электродами, расположенными на поверхностях кристалла. Захват фотонов осуществляется путем фотоэлектрического поглощения. Падающий рентгеновский фотон вначале поглощается атомом кремния и испускается высоко-энергетический электрон. Затем этот фотоэлектрон по мере того, как он движется в кремниевом детекторе и испытывает неупругое рассеяние, генерирует электронно-дырочные пары. Атом кремния остается в состоянии с высокой энергией, поскольку на испускание фотоэлектрона потребовалась не вся энергия рентгеновского кванта. Эта энергия впоследствии выделяется либо в виде оже-электрона, либо в виде кванта рентгеновского характеристического излучения кремния. Оже-электрон испытывает неупругое рассеяние и также создает электронно-дырочные пары. Кванты рентгеновского излучения кремния могут повторно поглощаться, инициируя процесс снова, или неупруго рассеяться. Таким образом, имеет место последовательность событий, в результате чего вся энергия первичного фотона остается в детекторе, если только излучение, генерируемое в одном из актов [c.213]

Сцинтилляторы, которые наиболее часто применяются для гамма-спектрометрии, представляют собой одиночные кристаллы йодида натрия, активированного таллием. Сцинтилляционные спектры гамма-излучения состоят из одного или более острых характерных фотоэлектрических пиков, соответствующих энергиям источника гамма-радиации. Поэтому эти спектры полезны для идентификации, а также для обнаружения гамма-излучающих примесей в препарате. Кроме характерных пиков, в спектре обычно имеются и другие пики, обусловленные вторичным воздействием радиации на сцинтиллятор и его окружение, таким, как обратное отражение, аннигиляция позитронов, суммирование совпадений и флуоресцентные рентгеновские лучи. Кроме того, в результате рассеяния гамма-фотонов в сцинтилляторе и окружающих материалах возникают щирокие полосы, известные как спектры Комптона (эффект Комптона). Калибровка прибора производится с помощью известных образцов радиоактивных изотопов, энергетические спектры которых определены. Форма спектров будет различной в зависимости от используемых приборов это определяется различной формой и размерами кристаллов, применяемыми защитными материалами, расстоянием между источником излучения и детектором, а также типами дискриминаторов, используемых в амплитудных анализаторах импульсов. При использовании спектра для установления подлинности радиоизотопов необходимо сравнивать спектр исследуемого образца со спектром известного вещества, радиоактивность которого измерена тем же прибором и при тех же условиях. [c.78]

Фотоэмиссионные детекторы основаны на фотоэлектрическом эффекте, который представляет собой испускание электронов щелочными металлами (цезий, натрий и калий), на которые попадает световая энергия. Такой фотоэлектрический детектор называется фотоэлементом (рис. 10.29. Катод покрывается одним из указанных выше щелочных металлов. Фотон с энергией Е = h ударяет катод и вызывает испускание электрона. Если электростатический потенциал между катодом и анодом положителен, то электроны направляются к аноду и ток регистрируется, амперметром. [c.175]

Из различных видов фотоэлектрических детекторов излучения, основанных на внутреннем и внешнем фотоэффекте (фотоэлементы, фотосопротивления, фотоумножители, счетчики фотонов, электронно-оптические преобразователи и усилители, фотодиоды), для измерений в УФ- и видимой областях спектра наибольшее распространение получили фотоэлектронные умножители (ФЭУ) и фотодиоды. [c.79]

Оптические детекторы используются во всех фотометрических методах и бывают следующих типов а) фотоэмиссионные, б) фотопроводящие, в) фотоэлектрические, г) тепловые, д) фотографические. Спектральные характеристики ряда оптических детекторов представлены в табл. 10.8. [c.175]

Хотя спектрографы все еще применяются, они были вытеснены с рынка спектрометрами. Спектроскопы исторически использовали для визуального наблюдения спектров. Напротив, в спектрометрах используются фотоэлектрические детекторы. Спектрометры обычно подразделяют на две категории монохроматоры и полихроматоры. Монохроматор —это спектрометр, который [c.24]

На вид спектра существенное влияние оказывают следующие процессы взаимодействия 7-излучения с детектором фотоэлектрический эффект, эффект Комптона и образование пар. Они проиллюстрированы на рис. 8.4-7 вместе с идеализированным спектром, показывающим вклад отдельных типов взаимодействий в образование спектра. Фотоэлектрический эффект преобладает в области низких энергий и его вероятность быстро уменьшается с ростом энергии 7-излучения. Вероятность эффекта Комптона медленно падает с ростом энергии фотона, а вероятность процесса образования пар быстро увеличивается при увеличении энергии фотона выше порогового значения 1,02 МэВ. [c.109]

По типу регистрации интенсивности излучения, т. е. по характеру приемника ( детектора), применяемого в данном приборе. Приемником может служить глаз, в этом случае приборы относят к типу визуальных фотометров или спектроскопов. Приборы с фотографической регистрацией называются спектрографами. Наиболее удобны в фотометрическом анализе приборы с фотоэлектрической регистрацией — фотоэлектроколориметры и спектрофотометры. [c.234]

Фотопроводящие и фотоэлектрические детекторы [c.178]

Фотоэлектрические детекторы — это особый вид полупроводников, которые генерируют электрический потенциал при оптическом возбуждении. [c.178]

Фотоэлектрическое поглощение рентгеновского излучения мертвым слоем кремния приводит к эмиссии 5 /С-рентгеновско-го излучения из этого слоя в активный объем детектора. Это рентгеновское излучение кремния, которое не идет от образца, появляется в спектре в виде небольшого пика кремния, так называемого пика внутренней флуоресценции кремн Ия. Пример такого эффекта показан на спектре чистого углерода (рис. 5.26), в котором имеется также заметный край поглощения кремния. Для различных случаев количественного анализа интенсивность этого флуоресцентного типа соответствует кажущейся концентрации в 0,2 вес. % или меньше 51 в образце. [c.223]

Основные части спектрофотометра — источник излучения, монохроматор, кюветное отделение, фотоэлектрический детектор и устройство для регистрации сигнала от детектора (электрический измеритель, потенциометр или регистрирующий потенциометр). В кюветное отделение помещают две оптические кюветы — одну с исследуемым раствором, другую с эталонной жидкостью, обычно это чистый растворитель. Отнощение интенсивности излучения I, прошедшего через раствор, к интенсивности излучения /о, прошедшего через растворитель, называют пропусканием. [c.479]

В последнее время получили широкое распространение также атомно-абсорбционные спектры, получаемые в результате поглощения веществом излучения определенной длины волны и перехода электронов на более высокие орбитали. В качестве источника излучения используются специальные лампы с полым катодом, заполненным испытуемым веществом в виде атомного пара и испускающим монохроматическое излучение, характерное для данного вещества. На образце происходит резонансное поглощение, которое регистрируется фотоэлектрическим усилителем или иным детектором излучения. Применение резонансного поглощения делает этот способ анализа высокоселективным и высокочувствительным. Однако производительность этого способа невелика, так как каждый новый элемент требует нового источника излучения. [c.17]

Из различных видов фотоэлектрических детекторов излучения, основанных на внешнем и внутреннем фотоэффекте (фотоэлементы, фотосопротивления, фотоумножители, счетчики фотонов, электронно-оптические [c.393]

В последнее время на основе твердотельных фотоэлектронных детекторов интенсивно разрабатываются приставки (кассеты) к существующим спектрографам. По своим размерам они совместимы с фотографическими кассетами, превращая, таким образом, спектрограф в многоканальный спектрометр с фотоэлектронной регистрацией спектров. В результате реализуется совмещение оперативности регистрации, характерной для фотоэлектрического способа детектирования, с возможностью обзорного изучения и архивирования спектров проб в памяти компьютера аналогично хранению спектров на фотопластинках. [c.396]

НЫХ методов анализа (например, применение фотоэлектрических фотометров, рН-метров). В ходе управления процессами обогащения угля и переработки нефти использовали в основном данные анализа, характеризующие анализируемую пробу в целом, например температуру затвердевания или температуру вспышки, предел воспламеняемости или данные об отношении анализируемой пробы к действию раствора перманганата калия. Определение ряда таких характеристик, например определение плотности и давления паров, определение вязкости или снятие кривых разгонки, можно осуществлять при помощи приборов. Указанные методы анализа важны для контроля качества веществ, но они не соответствуют современному уровню исследований и контроля производства, а также не способствуют прогрессу в этих областях. Развитие аналитической химии происходит в направлении внедрения физико-химических методов анализа или методов, использующих специфичные свойства веществ, при этом на первый план выдвигаются методы газовой хроматографии. В связи с этим на примере развития газовой хроматографии можно проследить тенденции развития аналитической химии в целом. Метод газовой хроматографии известен с 1952 г., в 1954 г. появились первые производственные образцы газовых хроматографов, а уже в 1967 г. четвертая часть всех анализов, проводимых на нефтеперерабатывающих заводах США, осуществлялась методом газовой хроматографии (А.1.13]. К 1968 г, было выпущено свыше 100 ООО газовых хроматографов [А.1.14], и лишь небольшую часть из них применяли для промышленного контроля. Газовые хроматографы были снабжены детекторами разных типов в зависимости от специфических свойств анализируемого вещества, его количества и молекулярного веса, позволяющими провести определение вещества при его содержании от 10 до 100% (в случае определения летучих неразлагающихся веществ в газах — при содержании 10- %). К подбору наполнителя для колонок при разделении различных веществ подходили эмпирически. В 1969 г. появились газовые хроматографы, которые наряду с различными механическими приспособлениями содержали элементы автоматики. Для расчета результатов анализа по данным хроматографии и в лаборатории и в ходе контроля и управления процессом применяли цифровые вычислительные машины в разомкнутом контуре. В настоящее время эти машины вытесняются цифровыми вычислительными машинами в замкнутом контуре. При этом большие вычислительные машины со сложным оборудованием можно заменить небольшими. В будущем результаты анализа можно будет получать гораздо быстрее. Методы газовой хроматографии в дальнейшем вытеснят и другие методы анализа мокрым путем и внесут значительный вклад в автоматизацию процессов аналитического контроля. Внедрение техники и автоматизации в методы аналитической химии будет способствовать увеличению числа специалистов с высшим и средним специальным образованием, работающих в области аналитической химии. В настоящее время деятельность химиков-аналитиков выглядит совершенно иначе. Химик-аналитик должен обладать специальными знаниями в области химии, физики, математики и техники, а также желательно и в области биологии и медицины. Все это необходимо учесть при подготовке и повышении квалификации химиков-аналитиков, лаборантов и обслуживающего пс[)сонала. [c.438]

Принцип действия фотоэлектрическое преобразование спектра оптического излучения в электрический сигнал микросборкой из нескольких твердотельных многоэлементных полупроводниковых детекторов. [c.783]

ПОМОЩИ термопары или спектрофотометра [16]. Используя фотоэлемент в качестве детектора, при диаметре трубки для наблюдения 1 мм можно еще более уменьшить объем раствора до - 20—30 мл [3] наконец, применяя автоматическое сканирование и запись, можно довести необходимый объем примерно до 6 мл [17, 18]. При таких малых объемах для получения струи можно использовать шприцы, управляемые специальным механизмом. Однако если в распоряжении имеется такой быстрый и чувствительный метод наблюдения, как фотоэлектрическая фотометрия, несомненные преимущества получает способ остановленной струи (стр. 52). [c.43]

Люминесцентный анализ Ультрафиолетовое излучение Видимый свет, испускаемый возбужденными молекулами Интенсивность измеряется фотоэлектрическим детектором, ось которого располагается под прямым углом к возбуждающему пучку. Рассеянный свет поглощается фильтром Чувствительный метод. Требует тщательного проведения холостого опыта и специальных реагентов для определяемых ионов металлов Количественное определение отдельных групп в органических соединениях определение следов металлов [c.22]

Принципиальная схема атомно-абсорбционного спектрофотометра показана на рис. 3.35. Свет от источника резонансного излучения пропускают через пламя, в которое впрыскивается мелкодисперсный аэрозоль раствора пробы. Излучение резонансной линии выделяют из спектра с помощью монохроматора и направляют на фотоэлектрический детектор (обычно фотоумножитель). Выходной сигнал детектора после усиления регистрируют гальванометром, цифровым вольтметром или записывают в аналоговой форме на ленте пишущего потенциометра. Для увеличения производительности спектрофотометры снабжаются устройствами цифропечати и автоматической подачи образцов. [c.144]

В последние годы начали привлекать внимание исследователей теллуриды смешанного состава РЬ .5п1 дгТе и d .Hgl J(Te. Последний представляет собой семейство полупроводников с шириной запрещенной зоны, непрерывно изменяющейся от 1,5 эв при х = 1 до нуля при X = 0. Этот материал весьма перспективен для фотоэлектрических приборов, работающих в далекой инфракрасной области спектра. Так, некоторые виды детекторов на основе d Hgl Дe (0,15 [c.309]

В этом случае сигнал, поступающий от детектора, после соответствующего усиления передается на интеграционный мотор, который со своей стороны приводит в движение диск счетчика. Число оборотов счетчика должно быть пропорционально приложенному напряжению оно определяется в большинстве случаев фотоэлектрически и регистрируется. Наиболее существенная ошибка обусловлена известной инерцией показаний, что особенно вредно сказывается в случае компонентов с малым временем удерживания, т. е. для узких и высоких пиков. [c.294]

Фотоэлектрический эффект представляет основной процесс взаимодействия в ВЧСе-детекторе. При фотоэлектрическом эффекте падающий 7-квант выбивает из атома связанный электрон, называемый фотоэлектроном, и передает ему полную энергию за вычетом энергии связи электрона. Энергия связи обычно пренебрежимо мала по сравнению с энергией 7-излучения. Если кинетическая энергия фотоэлектрона полностью расходуется в процессе вторичной ионизации в чувствительном объеме детектора, тогда амплитуда полу-чешюго импульса соответствует первоначальной энергии 7-кванта. Сигналы, полученные таким путем от 7-излучения определенной энергии, проявляются в 7-спектре как узкие пики, называемые фотопиками. Однако следует сознавать, что в образование этих пиков фотоэлектрический эффект вносит основной, но не исключительный, вклад. Действительно, более сложные процессы, включающие эффект Комптона и образование пар, могут приводить к общему поглощению 7-излучения в детекторе, образуя импульсы, идентичные импульсам фотоэффекта. Следовательно, более правильным названием этого пика является пик полной энергии. [c.109]

Фиг. 5. Количественная оценка электрофоретической диаграммы. Кривую экстиикции, полученную с помощью фотоэлектрического детектора (сплошная лнння). расчленяют иа гауссо вы кривые (пунктирные линии), соответствующие каждой фракции. Подробное опнсанне си. в тексте.

Измерения интенсивности спектральных линий в атомно-эмиссионном спектраньном анализе могут осуществляться визуальным, фотографическим и фотоэлектрическим способами. В первом случае приемником излучения служит глаз, во втором — фотоэмульсия (фотохимический детектор), в третьем — фотоэлектрический детектор. Каждый способ имеет свои преимущества, недостатки и оптимальную область применения. [c.391]

Разложение близкого к параллельному пучка света (несущего энергию излучения в указанном видимом диапазоне) на его спектральные составляющие можно осуществить с помощью призмы или дифракционной решетки. Количественное сравнение потоков излучения, приходящихся на различные участки видимого спектра, после такого разложения можно провести с помощью различных чувствительных к излучению приемников (болометров, термоэлементов, термопар, фотоэлектрических ячеек). Сочетание диспергирующего элемента (призмы или решетки) с детектором, измеряющим поток излучения и откалиброванным так, чтобы подсчитать этот поток в абсолютных единицах, называется спектрорадио-метром. Если аналогичное устройство предназначено только для количественного сравнения потока излучения в том или ином спектральном интервале с потоком стандартного (эталонного, опорного) пучка лучей, его часто называют спектрофотометром. Прибор такого типа представляет собой очень важный для физика инструмент при практических измерениях цвета, в соответствующем разделе о нем будет рассказано подробнее. С его помощью физик может не только полностью определить физические характеристики, придающие именно данный, а не иной цвет небольшому удаленному источнику света или большой однородно светящейся поверхности, но и характеристики этих источников, которые обусловливают цвета освещаемых ими объектов. Он получает также возможность определить физическую основу цвета прозрачных и непрозрачных природных или синтетических объектов, исследуя, как эти объекты меняют спектральный состав излучения, падающего на них. [c.48]

Основные способы регистрации спектров в АЭС — фотоэлектрический и фотохимический (фотографический). Для массовых полуколичественных анализов используют приборы с визуальной регистрацией спектров (стилоскопы). Детекторами для фотоэлектрической регистрации служат фотоэлектрические преобразователи — устройства, преобразующие световой поток в электрический сигнал (фотоэлементы, фотоэлектронные умножители, фотодиоды). При этом величина электрического сигнала щ)опорциональна интенсивности светового потока, падающего на детектор. Наиболее распространенные фотохимические детекторы — это фотопластинки или фотопленки. В этом случае интенсивность светового потока определяет величину почернения (оптической плотности) изображения спектральной линии на пластинке (пленке). Величину почернения измеряют фотометрическим методом (см. разд. 11.4). [c.241]

На рис. 6.3.7 показаны функции отклика Се(Ь1)-спектрометра для у-квантов с энергиями 0,662 МэВ, 1,17 МэВ и 1,33 МэВ. Крайние правые максимумы (7 и 2) амплитудных расгфеделений обусловлены полным поглощением энергии у-квантов в чувствительной области детектора. Пик полного поглощения обусловлен процессами фотоэлектрического поглощения и многократного комптоновского рассеяния с последующим поглощением, причем относительная доля последнего процесса возрастает с увеличением размера чувствительной области детектора. Для высокоэнергетических у-квантов в пик полного поглощения вносят также вклад и импульсы от полного поглощения излучения, возникающего в процессе образования электрон-позитронных пар. [c.105]

Атомная флуоресценция Характеристическое излучение в нидимой или ультрафиолетовой областях спектра, испускаемое атомами определяемых элементов Резонансные линии, испускаемые возбужденными атомами в УФ и видимой областях спектра Интенсивность измеряется фотоэлектрическим детектором, ось которого располагается под прямым углом к возбуждающему пучку Высокоизбирательный и чувствительный метод, Требуется высокоинтенсивный источник возбуждения проба долж на быть в газообразном состоянии (например, в пламени) Определение Н очень низких концентраций ионов металлов (< 1мкг в растворе, переводймо>1 в аэрозоль) [c.22]

Характеристическое нэлучение отдельных элементов выделяется при помощи монохроматора. Интенсивность определяется фотоэлектрическим детектором [c.23]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология