Инструментальный контур линии

Корню и эквивалентная ей 30-градусная автоколлимационная призма сводят к нулю влияние анизотропии кварца лишь для лучей, идущих строго в минимуме отклонения. Этому условию в спектрографе удовлетворяет лишь узкий участок в середине спектра, и на краях спектра линии оказываются расщепленными. При прохождении второй призмы расщепление линий усиливается и в результате инструментальный контур линии не только не сужается, но даже уширяется, что делает введение второй призмы бессмысленным. [c.115]

Предположим, что в пределах всей ширины инструментального контура линии спектральная яркость источника постоянна, тогда можно написать [c.342]

И в результате инструментальный контур линии не только не сужается, но даже уширяется, что делает введение второй призмы бессмысленным. [c.115]

Поэтому при бесконечно узкой входной щели и строго монохроматическом излучении, падающем на нее, в фокальной плоскости получаются линии конечной ширины, которые имеют свой контур. Функция, описывающая этот контур, называется аппаратной функцией прибора, или инструментальным контуром, а ширина этой функции на половине ее высоты называется шириной аппаратной функции, т. е. это ширина спектральной линии, меньше которой не может быть получена с помощью данного прибора строго монохроматическая линия при бесконечно узкой щели. [c.20]

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]

Полуширина спектральных линий. При рассмотрении инструментального контура спектрального прибора мы полагали, что его щель освещена монохроматическим излучением. В действительности всякая линия занимает некоторый более или менее широкий интервал длин волн. Спектральное распределение энергии в пределах этого интервала задается функцией [c.18]

Если инструментальный контур является сверткой образующих его отдельных контуров, то в случае немонохроматической линии ее реально наблюдаемый контур также будет сверткой контура самой спектральной линии и общего инструментального контура, вне зависимости от того, в ре-зу.пьтате каких эффектов инструментального уширения последний образован. [c.19]

Таким образом, обозначив инструментальный контур, контур линии и суммарный контур соответственно через Р (х), <р (х), и (х), получим [c.19]

В случае, когда полуширина линии очень мала по сравнению с полушириной инструментального контура, ширина и форма свертки этих двух контуров практически совпадает с инструментальным. Действительно, если ф (ж — х ) отлична от нуля только внутри малого интервала Аж, то свертка (29) может [c.19]

В тех случаях, когда ширины линии и инструментального контура сравнимы по величине, результирующий контур и его ширина могут быть найдены вычислением интеграла (29). Результаты таких вычислений для многих наиболее распространенных видов контуров представлены на рис. 7 [26]. [c.21]

Выше было показано, что если контур спектральной линии ф (х) намного же инструментального контура прибора, то свертка обоих контуров практически не отличается от последнего. При этом мы считали, что инструментальный контур Р (х) практически постоянен внутри малого интервала длин волн Ах, в котором функция ф (х) отлична от нуля. Если не делать предположения о постоянстве Р (х), то значение Р (х) в некоторой средней точке интервала Ах можно записать как [c.22]

Из уравнения (36) следует, что чем уже контур исследуемой спектральной линии, тем меньше отличается свертка двух функций от аппаратной функции прибора и тем большая точность измерения и х) ж Р (х) необходима для получения сведений о контуре исследуемой линии. Таким образом, для получения достаточно полных сведений о распределении энергии в спектре ширина инструментального контура должна быть сравнимой, а еще лучше малой, по сравнению с шириной исследуемого участка спектра. [c.22]

Разрешающая способность. Из приведенного рассмотрения видно, что ширина, а вообще говоря, и форма инструментального контура определяют возможность прибора более или менее детально исследовать спектр. Это свойство прибора удобно характеризовать величиной, которая называется разрешающей способностью и измеряется тем наименьшим интервалом длин волн, для которого две монохроматические спектральные линии еще наблюдаются раздельно. Из предыдущего видно, что такое определение совершенно недостаточно, так как возможность раздельного наблюдения двух монохроматических линий целиком зависит от точности, с которой мы знаем инструментальный контур и можем измерить наблюдаемый суммарный контур. [c.23]

Поэтому количественный критерий разрешающей способности (или разрешающей силы) прибора должен быть дан в предположении определенной точности энергетических измерений. Такой критерий был установлен Рэлеем, который дал определение разрешающей способности для случая, когда она обусловлена дифракционным инструментальным контуром [см. формулу (13)]. Согласно Рэлею наименьший разрешимый интервал бХ равен расстоянию между главным максимумом и первым минимумом функции, описывающей этот контур. В угловой мере это расстояние равно бф = Х/й. Две монохроматические линии одинаковой яркости, расположенные на таком расстоянии друг от друга, дают суммарный контур, представленный на рис. 8. Абсцисса точки пересечения контуров обеих линий равна Х/2й. Подставив это значение в уравнение (13), найдем ординату точки пересечения [c.23]

В этом случае две линии равной яркости, различающиеся по длинам волн на величину удовлетворяющую критерию разрешения Рэлея, образуют суммарный инструментальный контур, ордината минимума которого составляет 80% от его максимума. [c.77]

В первую очередь к ним относятся конечная ширина щелей, дефекты оптики прибора и его фокусировки, зернистое строение фотоэмульсии, рассеяние света в ней. Поэтому кроме теоретической разрешающей способности вводят понятие практической разрешающей способности и критерий Рэлея при этом удобно обобщить таким образом, чтобы при любой форме инструментального контура считать две монохроматические линии равной интенсивности находящимися на пределе разрешения бА,ц, если провал яркости между ними составляет 20%. Определенная таким образом величина Лц называется практической разрешающей силой [c.77]

На рис. 3.15, а представлена зависимость полуширины инструментального контура и Ки/К еор от ширины щели спектрального прибора. В соответствии с изложенными выше качественными рассуждениями ширина инструментального контура растет вначале очень медленно вплоть до щели нормальной ширины. Б соответствии с этим медленно падает разрешающая способность. Для щелей, ширина которых более чем вдвое превышает нормальную, контур расширяется пропорционально ширине щели и полуширина линии становится приблизительно равной ширине геометрического изображения щели. [c.79]

Разрешающую способность можно определить, измеряя ширину инструментального контура в том месте, где он спадает до 0,4 от максимума. Нетрудно видеть, что эта ширина соответствует пределу разрешения Рэлея. Для такого рода измерений нужны источники света с очень узкими одиночными линиями. С этой целью можно использовать газовые лазеры или полый катод (см. гл. 10). Точное измерение ширины инструментального контура является сложной задачей, требующей соблюдения всех тонкостей монохромной фотометрии (см. гл. 12). [c.81]

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]

Ширина контуров применяемых линий должна быть мала по сравнению с шириной инструментального контура. Это требование легко выполняется для относительно небольших приборов и вызывает серьезные затруднения, когда разрешаюш ая сила превышает 10 . Кроме того, размеры источника должны быть достаточно велики, чтобы с его помощью легко можно было равномерно осветить ш ель и заполнить светом коллиматор. [c.150]

Затем освещают входную щель, суженную до 0,01 мм, источником линейчатого спектра. Выводят изображение линии, по которой производится фокусировка, на середину выходной щели, передвигают фокусирующий элемент и, не смещая микроскопа, добиваются резкого изображения линии. Затем заменяют микроскоп лупой с увеличением 5х —7 X, в которую видна вся линия по высоте, после чего поворотом диспергирующего элемента перемещают спектр вдоль направления дисперсии. Линия при этом должна исчезать за щечкой щели одновременно по всей высоте. Разновременное исчезновение верхнего и нижнего краев указывает на непараллельность щели и линии. Если середина и края линии исчезают не одновременно, значит, кривизна выходной щели и линии не совпадают. В этом случае удается сузить инструментальный контур, ограничив действующую высоту щели, но очевидно, что при этом соответственно уменьшится поток, пропускаемый прибором. [c.156]

В спектральных приборах, где сканирование спектра не предусмотрено, например в квантометрах, приходится брать выходную щель в 2—3 раза шире входной. При таком соотношении ширины выходной щели и спектральной линии инструментальный контур прибора уширяется, зато уменьшается его чувствительность к дефокусировке и небольшим смещениям спектра. [c.156]

При малой ширине инструментального контура (я а ) монохроматор точно воспроизводит контур линии к 1). [c.199]

Не менее важно для получения правильных результатов одинаково хорошее заполнение действующего отверстия спектрографа светом от обоих источников. Частичное занолнение действующего отверстия спектрографа часто дает асимметричный инструментальный контур, максимум которого смещен относительно максимума контура, полученного при полном заполнении отверстия. С этой точки зрения целесообразно чтобы линии сравнения возбуждались в том же источнике, что и исследуемый спектр. Во всяком случае желательно, чтобы исследуемый источник содержал хотя бы небольшое количество линий с известными длинами волн. Промерив их по спектру сравнения, можно убедиться, что нет источников систематических ошибок. [c.284]

Ореолы. Значительная часть энергии, прошедшей сквозь эмульсию, отражается от задней поверхности подложки. Особенно велик коэффициент отражения для рассеянного света, падающего на подложку под углами большими, чем угол полного внутреннего отражения. Отраженный свет создает ореолы вокруг сильных спектральных линий, показанные на рис. 12.10. Расстояние от линии до ореола определяется толщиной подложки и ее показателем преломления. Для тонких пленок ореол практически накладывается на линию, несколько уширяя инструментальный контур. [c.301]

Обычно целесообразно щель спектрографа расширить настолько, чтобы инструментальный контур был существенно шире контура самой линии. При этом почернение вблизи максимума инструментального контура постоянно и измерение яркости позволяет получить величины, пропорциональные [c.312]

Требования к разрешающей способности. Мы установили, что чем больше регистрируемая глубина линии поглощения, тем меньше погрешность ее измерения и тем, следовательно, больше чувствительность обнаружения линии. Регистрируемая глубина линии увеличивается при сужении инструментального контура спектрального прибора. При бесконечно узком контуре регистрируемая глубина линии равна истинной. Рассмотрим в качестве примера линию поглош ения, истинный контур которой описывается гауссовской функцией [c.339]

Здесь X — длина волны, отсчитываемая от центра линии, а — глубина центра линии, (1 — а) — остаточная интенсивность центра линии, АХ — полуширина линии, уменьшенная в 2]/ 1п2 = 1,66 раза. Линии поглощения обладают таким контуром, если основным процессом уширения является эффект Доплера, а глубина линии не очень велика. Пусть инструментальный контур прибора будет тоже гауссовским [c.339]

При измерении эквивалентной ширины спектральных линий поглощения требования к разрешающей способности значительно менее строги. Как будет показано ниже, измеренное значение обычно не зависит от инструментального контура спектрального прибора. Действительно, пусть имеется схема измерения (рис. 13.1), с помощью которой экспериментально определяется спектральное распределение светового потока от источника сплошного спектра. Измерения ведутся до того, как создан поглощающий столб паров Фо (,), и после того, как в кювету введены поглощающие пары (Ф )- Предположим, что такие измерения проводятся дважды — первый раз на приборе с бесконечно большой разрешающей способностью (бесконечно узким инструментальным контуром) и второй раз на спектральной аппаратуре, инструментальный контур которой имеет конечную ширину и задан функцией Ф ( v). Тогда первый прибор дает истинные спектральные распределения Фох, и Фа, второй — искаженные Фох и Фгх. Эквивалентная ширина линии, вычисленная но данным, полученным на первом приборе, будет [c.341]

На рис. 2.19 представлена полученная на серийном приборе ДФС-8 фотография спектра Не — Ne-лазера, содержащего одну линию 6328 А. Сама линия на снимке значительно передержана, чтобы крылья инструментального контура, обусловленные рассеянием и духами, были хорошо видны. Если контур исследуемой линии поглощения много уже контура монохроматического рассеяния, то учет влияния последнего производится совершенно аналогично тому, как это было изложено для неселективного рассеяния. В таких случаях трудно отделить влияние различных видов рассеяния, поэтому обычно определяют полную абсолютную и полную относительную эффективность рассеяния. Для их определения можно рекомендовать исследование узких линий поглощения, в центре которых истинная остаточная интенсивность заведомо близка к нулю. Тогда отсчет прибора при установке его на центр линии будет равен суммарной абсолютной эффективности всех видов рассеяния, включая и духи решетки. [c.348]

Следует подчеркнуть также, что наличие аберраций приводит к уширеиию инструментального контура спектральной линии (симметричному или несимметричному в зависимости от вида аберраций), а это, в свою очередь, будет влиять на разрешающую способность прибора. Наличие углового увеличения в диспергирующей системе приводит к тому, что аберрации коллиматориого объектива переносятся к камерному объективу увеличенными. [c.29]

Вопрос о роли случайных ошибок в определении спектрального распределения был строго рассмотрен Л. Халфиным [29]. Здесь мы только покажем, что по мере роста ширины инструменталЬнох о контура по отношению к ширине контура линии для нахождения посЛ) д1аего нужно тем точнее знать свертку обоих контуров, чем шире инструментальный контур, или соответственно чем уже контур исследуемой линии. [c.22]

Разрешающая сила и дисперсия. С точки зрения снектроскописта практическая разрешающая способность является более важной характеристикой, чем линейная дпсперспя поскольку именно разрешающая сила характеризует способность прибора разделять две близкие линии. Если инструментальный контур шире расстояния между линиями, то они будут разрешаться плохо, даже если далеко отстоят друг от друга. [c.80]

Двойные монохроматоры. Для широкого класса спектроскопических задач очень существенно отсутствие рассеянного света. Наиболее действенный способ улучшения монохроматической селекции излучения — применение в одном приборе двух последовательно расположенных монохроматоров. Такое устройство называется двойным мон . хроматором. В нем выходная щель первого монохроматора служит входной щелью второго. Есть две основные схемы двойного монохроматора — с одинаково и с противоположно направленными дисперсиями (рис. 4.16). В первом случае дисперсия и разрешающая способность всей системы равна сумме дисперсий и соответственно разрешающих способностей обоих приборов. Во втором — общая дисперсия равна нулю, а ширина выделенного спектрального интервала определяется только инструментальным контуром первого монохрома --ра. Второй же — лишь устраняет рассеянный свет. При одинаково направленных дисперсиях монохроматоров кривизна [спектральных линий на выходе удваивается, при [c.106]

Кроме обычной фокусировки в этом случае крайне важно установить выходную щель прибора параллельно изображению его входной щели, иначе ширина инструментального контура возрастает (рис. 5.26. а). Ширина инструментального контура увеличится и в том случае, если кривизна выходной щели отлична от кривизны спектральной линии (рис. 5.26, б). Это обстоятельство существенно отличает фотоэлектрические приборы от спектрографов, инструментальный контур которых, в особенности для стигматичных приборов, не зависит от кривизны и наклона спектральных линий. [c.156]

В качестве примера покажем результат совместного действия эффектов Эберхардта и рассеяния света на вид инструментального контура спектрографа при разной ширине щели (рис. 12.9, в). Мы видим, что эти эффекты могут не только исказить измеряемую яркость спектральной линии, но и, подобно соляризации, превратить одиночную спектральную линию в дублет или изменить расстояние между составляющими мультинлета. [c.301]

Пусть, нанример, линия поглощения имеет полуширину 10 А и глубину в центре 0,5. Если разрешающая способность прибора 10, то для видимой области спектра это соответствует ширине инструментального контура 0,5 А. Контур линии поглощения, полученный на таком приборе, полностью определяется инструментальным уширением, а глубина линии составляет всего 1%. Обнаруншть такую линию практически невозмон но, во [c.339]

Условие (13.29) не накладывает ощутимьЕХ ограничений на условия эксперимента. Оно не выполняется лишь при использовании вместо сплошного неразрешенного многолинейчатого спектра (например, водородного) или при наложении на сплошной спектр молекулярного фона с неразрешенной структурой (например, угольная дуга с циановыми полосами). В остальных случаях обычно можно считать, что инструментальная деформация контура линии ведет лишь к перераспределению ноглош,енной энергии по спектру и не меняет эквивалентной ширины линии. Сказанное, конечно, не означает, что любые аппаратные искажения спектра не влияют на измеренные значения эквивалентной ширины. Напротив, такие причины, как рассеянный свет, духи решеток, вуаль при фотографической регистрации и т. д., вносят ошибки в результат и должны быть устранены или учтены. [c.342]

Монохроматическое рассеяние происходит, главным образом, после спектрального разложения потока в камерной части прибора, при выходе из диспергирующего элемента и в самом диспергирующем элементе. Свет рассеивается на запыленных поверхностях и неоднородностях призм, объективов, на молекулах газа, заполняющего спектральный прибор, и на взвешенных в нем частицах пыли. Форма крыльев инструментального контура определяется суммарной индикатрисой всех этих видов рассеяния. Нерегулярные погрешности штрихов дифракционной решетки также приводят к появлению протяженных крыльев инструментального контура. Регулярно повторяющиеся особенности штрихов приводят к появлению линейчатой структуры вблизи максимума исследуемой линии (духи Роуланда их рассматривают как своебразное монохроматическое рассеяние света прибором). [c.348]

Рассмотрим теперь экспериментальные ошибки, связанные с отсутствием бесконечно большой экспериментальной чувствительности. Ошибки практически обязательно появляются, так как даже с наилучшими спектральными приборами невозможно различить слабые сигналы, связанные с крыльями спектральных линий, и сигналы, связанные со случайными шумами. Хотя никешого общего критерия для инструментальных потерь установлено быть пе может, тем не менее интересно определить хотя бы качественно для отдельного случая природу ошибок, создаваемых искажениями контура линии в совокупности с недостатком экспериментальной чувствительности. [c.74]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология