Спектральные аппараты спектра

Схема проведения абсорбционного спектрального анализа (см. рис. 1, б) отличается от уже рассмотренной схемы только в своей начальной части. Источником света служит нагретое твердое тело или другой источник сплошного излучения. Анализируемую пробу помещают между источником света и спектральным аппаратом. Спектр, характеризующий вещество, составляют те длины волн, интенсивность которых уменьшилась (рис. 3). Спектр поглощения веществ удобно изображать графически, откладывая по оси абсцисс длину волны, а по оси ординат — интенсивность прошедшего (рис. 3, б) или поглощенного (рис. 3, в) веществом света. [c.8]

Испускаемый источником свет имеет сложный спектральный состав, так как происходит от атомов различных элементов, находящихся притом в различных энергетических состояниях. Поэтому для обнаружения световых лучей, характерных для каждого элемента, необходимо суммарное излучение разложить по длинам волн в спектр, что осуществляется с помощью диспергирующего устройства в спектральных аппаратах (спектроскопах, стилометрах, спектрографах). [c.182]

Излучение источника света складывается из излучения атомов всех элементов, присутствующих в пробе. Для анализа необходимо выделить излучение каждого элемента. Это осуществляют с помощью оптических приборов — спектральных аппаратов, в которых световые лучи с разными длинами волн отделяются в пространстве друг от друга. Излучение источника света, разложенное по длинам волн, называется спектром. [c.7]

Свет, разложенный в спектральном аппарате в спектр, можно рассматривать визуально или зарегистрировать с помощью фотографии или фотоэлектрических приборов. Конструкция спектрального аппарата зависит от метода регистрации спектра. Для визуального наблюдения спектра служат спектроскопы — стилоскопы и стилометры. Фотографирование спектров осуществляют с помощью спектрографов. Спектральные аппараты — монохроматоры — позволяют выделять свет одной длины волны и его интенсивность может быть зарегистрирована с помощью фотоэлемента или другого электрического приемника света. [c.8]

Интенсивность спектральных линий растет с увеличением концентрации элемента в пробе. Поэтому для проведения количественного анализа нужно найти интенсивность одной спектральной линии определяемого элемента. Интенсивность линии измеряют или по ее почернению на фотографии спектра (спектрограмме) или сразу по величине светового потока, выходящего из спектрального аппарата. Величину почернения линий на спектрограмме определяют на микрофотометрах. [c.8]

Спектры поглощения получают с помощью спектральных аппаратов — спектрофотометров, в состав которых входят источник сплошного света, монохроматор н регистрирующее устройство. [c.9]

Переходя к более коротким волнам, попадаем в оптические области спектра инфракрасную, видимую и ультрафиолетовую. Разложение излучения в спектр осуществляется с помощью оптических спектральных аппаратов. Излучение и поглощение света в оптических областях спектра тесно связано со строением отдельных атомов и молекул и широко используется в спектральном анализе. [c.26]

По любому направлению от источника света распространяются лучи разных длин волн. Это излучение надо разложить в спектр, т. е. отделить в пространстве лучи разных длин волн друг от друга. После этого легко зарегистрировать и измерить интенсивность линий или полос. Спектральные аппараты и предназначены для разложения электромагнитного излучения в спектр. [c.83]

В настоящее время часто конструктивно оформляют вместе, в виде одного прибора, спектральный аппарат и устройство для регистрации и фотометрии спектров. В этой главе рассмотрены только сами спектральные аппараты, а описание устройств, регистрирующих спектр, отложено до следующей главы. [c.83]

Материалы для изготовления призм. Для изготовления призм и других оптических деталей спектральных аппаратов применяют самые разнообразные материалы. Выбор материала зависит от его свойств прозрачности и дисперсии в рабочей области спектра, однородности, прочности, устойчивости к влажности воздуха и т. д. [c.86]

Ход лучей в призменном спектральном аппарате показан на рис. 65. Рассмотрим оптическую схему этого прибора более детально. Начнем со щели и первого объектива, которые составляют коллиматор. Щель является объектом, изображение которого строит спектральный аппарат. Качество спектра зависит от качества изготовления щели. [c.94]

В зависимости от назначения спектрального аппарата в его фокальной поверхности располагают различные устройства. В спектрографах спектр регистрируют с помощью фотографической пластинки, светочувствительную эмульсию которой совмещают СО спектром. Фотографическую пластинку помещают в кассету, которая вместе с объективом составляет камеру, вполне аналогичную камерам фотографических аппаратов. [c.96]

Рабочая область спектра. Каждый спектральный аппарат рассчитан на работу в определенной области спектра. Оптические детали самого спектрального аппарата и системы освещения щели должны быть прозрачны во всей рабочей области спектра. [c.99]

В видимой и ультрафиолетовой областях широко применяют как призменные, так и дифракционные спектральные аппараты. В инфракрасной области преимущественно используют призменные приборы. При использовании в этой области дифракционных решеток нельзя допускать перекрытия спектров разных порядков. Для этого можно поставить предварительную призму или светофильтр, которые выделяют только нужный участок спектра, а окончательное разложение излучения в спектр делает решетка. В области вакуумного ультрафиолета применяют главным образом приборы с вогнутыми дифракционными решетками, хотя в области до 1100 — КОО А небольшое применение находят также призменные приборы с оптикой из флюорита или фтористого лития. [c.99]

Линейную дисперсию спектральных аппаратов принято характеризовать обратной величиной — фактором дисперсии (или обратной дисперсией), которая показывает число ангстремов или микрон, приходящихся на один миллиметр длины спектра в фокальной поверхности прибора. [c.100]

Реальная разрешающая способность спектральных аппаратов несколько меньше, чем теоретическая, найденная по формуле (28). Одной из основных причин уменьшения разрешающей способности являются различные виды аберраций в оптической системе спектральных аппаратов. Иногда реальная разрешающая способность прибора ограничена низким качеством изготовления оптических деталей или недостаточно точной их установкой в приборе. Если разрешающая способность, вычисленная по разрешению близких линий в спектре, немного отличается от теоретической, то качество оптики спектрального аппарата хорошее. Так, например, качество кварцевых спектрографов со средней разрешающей способностью, проверяют по разрешению триплета 3100 А в дуговом спектре железа отдельные линии которого имеют близкие длины волн (ДЛ 0,ЗА). [c.106]

Для достижения лучшей разрешающей способности работают с нормальной шириной щели спектрального аппарата. Если по каким-либо причинам приходится брать более широкие щели, то разрешение линий в спектрах ухудшается (рис. 76). [c.107]

Увеличение разрешающей способности приборов позволяет работать со все более сложными спектрами. Где же лежит предел повышения разрешающей способности приборов Практически она обычно ограничена их размерами и стоимостью. Теоретический предел разрешения дает ширина спектральных линий, определяемая источником света и собственной шириной линии, которую до сих пор не учитывали, считая, что она значительно меньше геометрической и дифракционной ширины. Если разность длин волн двух линий, излучаемых источником света, меньше, чем ширина каждой из них, то добиться разрешения нельзя ни при каких параметрах спектрального аппарата. [c.107]

Светосила спектрального аппарата по освещенности для сплошного спектра зависит не только от квадрата относительного отверстия камеры, но также и от фокусного расстояния объектива коллиматора. Это легко понять, если принять во внимание, что ширина сплошного спектра в отличие от ширины линий остается постоянной при любом фокусном расстоянии объектива коллиматора. [c.108]

Персия и увеличение спектрального аппарата остаются прежними. Количество света, попавшего в прибор (линейчатого и сплошного), уменьшилось в 4 раза за счет уменьшения относительного отверстия коллиматора. Кроме того, освещенность сплошного спектра уменьшилась еще в 2 раза, так как его длина возросла угловая ширина спектра та же, но фокусное расстояние объектива камеры увеличилось вдвое. Если ширина спектральной линии определялась ее геометрической шириной, то ее размеры останутся неизменными и интенсивность линий по сравнению со сплошным спектром увеличится в два раза. При работе с нормальной щелью ширина линии зависит от дифракции и увеличивается при увеличении фокусного расстояния объектива камеры. Выигрыша в чувствительности в этом случае получить нельзя. [c.109]

Определите, насколько полно использована теоретическая разрешающая способность двухпризменного спектрального аппарата, если наиболее близкие разрешенные линии в спектре железа 4154,8 и 4154,5 А. Действующее отверстие прибора 30 мм, а угловая дисперсия каждой призмы в этой области 2,8-10 рад/к. Найдите дифракционную ширину спектральных линий и расстояние между ними в фокальной поверхности, если фокусное расстояние объектива камеры 600 мм. [c.111]

Освещение щели с одним и двумя конденсорами. Применение конденсоров позволяет полнее использовать светосилу спектрального аппарата в тех случаях, когда с одним источником не удается заполнить светом весь объектив коллиматора. После того как весь объектив коллиматора заполнен светом, увеличить освещенность спектра в фокальной поверхности прибора нельзя. [c.114]

Тип спектрального аппарата определяется методом регистрации спектра. Очень простыми н удобными в работе являются спектральные аппараты для визуального наблюдения спектра—спектроскопы. [c.117]

Правила обращения с оптическими деталями спектральных аппаратов. Поверхности всех оптических деталей обработаны с очень большой точностью. Полное использование любого спектрального аппарата возможно только в том случае, если весь прибор и прежде всего его оптические детали находятся в хорошем состоянии. Даже небольшие дефекты на их поверхности приводят к сильному увеличению рассеянного света и ухудшают качество спектра. [c.150]

Для проведения качественного и количественного анализа излучение источника света, разложенное в спектр в спектральном аппарате, нужно зарегистрировать. При количественном анализе, кроме того, необходимо измерить интенсивность спектральных линий. Обе эти операции проводят последовательно или одновременно. Например, при фотографическом методе сначала регистрируют спектр, а затем измеряют интенсивность спектральных линий по их почернению на фотографической пластинке. При фотоэлектрическом методе регистрация спектра и измерение интенсивности являются обычно одной операцией. Измерение интенсивности спектральных линий и полос (фотометрия) при количественном анализе всегда носит относительный характер. Никогда не измеряют абсолютные значения светового потока, составляющего спектральную линию в люменах, ваттах или других абсолютных единицах, а определяют интенсивность одной линии по отношению к другой. [c.152]

Абсолютное расстояние между линиями зависит, конечно, от линейной дисперсии спектрального аппарата, но относительные расстояния для небольших участков спектра остаются примерно постоянными, даже если один из спектров получен на дифракционном, а другой на плазменном приборах (рис. 127). Число и интенсивность линий (абсолютная и относительная) в свою очередь зависят от параметров спектрального аппарата и источника света. Поэтому необходимо получать спектр примерно в тех же условиях, в которых был получен спектр, приведенный в атласе, особенно, если в нем довольно много линий. [c.201]

Наиболее просто и быстро определить длину волны по шкале спектрального аппарата, но этот метод недостаточно точный, так как при изменении температуры и других внешних условий положение спектра в фокальной поверхности может несколько измениться и предварительно сделанная градуировка окажется неправильной. [c.206]

Чувствительность повышают путем увеличения отношения сигнала к фону на всех стадиях проведения анализа — в источнике света, в спектральном аппарате, при регистрации и фотометрии спектра. Это следует делать даже за счет уменьшения абсолютной величины сигнала. [c.218]

Обычно отношение сигнала к фону больше всего ограничивается на какой-нибудь одной операции при спектральном анализе. Тогда для повышения чувствительности следует обратить внимание на эту стадию проведения анализа. Улучшение положения при других операциях мало сказывается на повышении чувствительности. Например, если интенсивность спектральной линии в излучении источника света значительно меньше, чем интенсивность сплошного фона внутри спектрального интервала, равного ширине линии, то никакое увеличение интенсивности линейчатого спектра по отношению к сплошному в спектральном аппарате или при регистрации не позволит выделить аналитическую линию и открыть присутствие элемента в пробе. [c.218]

При выборе аналитических линий следует учитывать имеющиеся спектральные аппараты и регистрирующие устройства. Так, например, многие элементы имеют наиболее чувствительные линии в вакуумном ультрафиолете. Если нет вакуумного спектрографа и хороших фотографических материалов для этой области, то приходится проводить качественный анализ по менее чувствительным линиям в видимой и ультрафиолетовой областях спектра. Это приводит, конечно, к существенному понижению чувствительности. [c.219]

Рабочая область спектрального аппарата должна охватывать все участки спектра, где лежат наиболее чувствительные линии открываемых элементов. Для большинства металлов эти линии лежат в ультрафиолетовой области спектра, поэтому наибольшее применение находят приборы, работающие в этой области. [c.220]

Спектральный аппарат. Обычно прибор выбирают так, чтобы можно было одновременно анализировать все определяемые элементы. Если это не удается, то каждую пробу приходится последовательно анализировать на двух приборах или на одном, но при разных рабочих диапазонах спектра. При количественном анализе регистрируют только более или менее узкий участок спектра, где расположены аналитические линии. Здесь нет необходимости охватывать каждый раз широкую область спектра. [c.263]

Источники сплошного излучения. Для получения спектров поглощения веществ необходимо иметь источник сплошного излучения. Анализируемая проба вводится не в источник, а в световой поток между источником и спектральным аппаратом. Поэтому требования к самим источникам света при абсорбционном анализе очень просты. [c.298]

Количество рассеянного света очень мало, поэтому для получения достаточно интенсивных спектров комбинационного рассеяния необходим мощный источник монохроматического света для возбуждения. Обычно для этого используют одну из интенсивных линий ртути. Одну или несколько мощных ртутных ламп устанавливают в осветители в непосредственной близости от кюветы специальной формы с анализируемым образцом (рис. 187). Рассеянное излучение собирают в направлении, перпендикулярном к направлению возбуждающего излучения, и проектируют на щель спектрального аппарата. Между лампой и кюветой устанавливают светофильтр, который поглощает излучение с другой длиной волны, пропуская свет только от возбуждающей линии. Это позволяет уменьшить количество света, который рассеивается в спектральном аппарате. [c.340]

Для разложения в спектр рентгеновского излучения, испускаемого анализируемым образцом, применяются спектральные приборы с дифракционной решеткой для сравнительно больших длин волн или с изогнутым кристаллом, который благодаря упорядоченному расположению в нем отдельных атомов работает так же, как дифракционная решетка с очень маленькой постоянной — около одного ангстрема. Приборы с дифракционной решеткой делают вакуумными, так как воздух не прозрачен для этой области спектра. Приборы с кристаллом рассчитаны на работу в более коротковолновой области и в них ненужно поддерживать вакуум, так как для этих волн воздух снова становится прозрачным. Принципиально действие рентгеновского спектрального аппарата не отличается от оптического с вогнутой дифракционной решеткой. [c.347]

Значительные резервы повышения чувствительности скрыты в дальнейшем воздействии на отношение г/М путем увеличения разрешающей способности и угловой дисперсии спектрального аппарата фотоэлектрических установок. Такой прием обычно приводит к ослаблению неразрешенного континуума любой природы относительно линий спектра. [c.24]

Как известно, до самого последнего времени преимущества спектральных аппаратов высокой разрешающей силы при попытках повысить чувствительность анализа недооценивались. Вполне естественно стремиться к увеличению разрешающей способности фотоэлектрических спектральных установок, предназначенных для работ и с любыми другими источниками спектра. Предел увеличения чувствительности задается здесь, в частности, собственной шириной и структурой аналитических линий и структурой континуума вблизи них. [c.24]

Отклонения, вызываемые не строго монохроматическим излучением. Закон Бугера — Ламберта — Бера точно справедлив только для монохроматического излучения. В спектрофотометрических измерениях применяют монохроматоры, т. е. спектральные аппараты, которые снабжены выходной щелью, вырезающей из спектра узкий участок. Но монохроматор может дать строго монохроматическое излучение только в том случае, если он снабжен бесконечно узкой щелью. В действительности реальные аппараты снабжены щелью какой-то определенной ширины, что вызывает некоторое отклонение от закона Бугера — Ламберта—Бера. Особое значение немонохроматичность излучения приобретает при измерениях в инфракрасной области спектра. [c.246]

Линейная дисперсия призменных спектральных аппаратов быстро уменьшается при переходе в длшшоволновую область спектра из-за уменьшения дисперсии вещества призмы. Например, у автоколлима-ционного спектрографа большой дисперсии с кварцевой оптикой она уменьшается от , 2 к мм (для 1 - 2000 А) до 21 А/л ж (для к -= 5000 А). [c.101]

Свяжем разрешающую способность спектрального аппарата с его параметрами. Расстояние между двумя близкими линиями в спектре, которые еще разрешены, найдем, зная линейную дисперсию прибора, используя формулы (24) и (25) и приняв з1пЗ 1 [c.105]

При фотоэлектрическом методе регистрации света для измерения интена1вн0сти спектральной линии или полосы нужно выделить излучение соответствующего участка спектра. Большинство приемников, например фотоэлементы, имеют слишком большие размеры и помещать их в фокальной поверхности спектрального аппарата нельзя — на них будет попадать свет от целого ряда близко расположенных спектральных линий. Для выделения одной линии или узкого спектрального участка сплошного излучения в фокальной поверхности перед приемником света располагают вторую выходную щель. Такие приборы называют монохроматорами. [c.144]

Особое внимание привлекают работы, направленные на повышение чувствительности фотоэлектрических методов спектрального анализа. Чувствительность анализа, достигаемая при помощи квантометров и фотоэлектрических стилометров, обычно несколько ниже, чем при фотографической регистрации спектра, если разрешающие способности оптики спектрографа и оптики фотоэлектрической установки равны. Это обусловлено способом выделения неподвижных в процессе регистрации спектральных линий системой выходных щелей спектрального аппарата, а также рядом других причин. Тепловой дрейф спектра заставляет использовать выходные щели, в несколько раз превышающие по ширине изображения спектральных линий. Флуктуирующий сигнал, обусловленный фоном спектра, возрастает пропорционально ширине выходной щели. Флуктуирующий сигнал аналитической линии в рассматриваемом случае от ширины выходной щели практически не зависит. Поэтому для квантометрических установок характерно худшее по сравнению со спектрографом отношение мощностей сигналов линии и фона. [c.21]