Спектральный контур линии

Однако вместе с доступностью непрерывной перестройки во всем спектре длин волн возникает неопределенность в определении точного значения длины волны, которая генерируется при конкретной установке лимба на конкретном лазере. Хотя по сравнению с превосходной стабильностью длины волны ламн с полым катодом это и кажется недостатком, при сканировании узкополосного перестраиваемого лазера по спектральному контуру линии поглощения центр контура становится опорной точкой при измерениях и автоматически компенсирует малейшие изменения подлине волны, обусловленные уши-рением давлением. Сканирование контуров линий с помощью узкополосного лазера нмеет то преимущество, что позволяет наиболее полно исключить спектральные помехи, особенно те, которые меняются от образца к образцу. Высокое разрешение ио длине волны, получаемое с помощью узкополосного лазера, должно расширить и улучшить использование атомной абсорбции при анализе изотопов. [c.186]

Допплеровское уширение. Существенно большее влияние на уширение спектральных линий оказывает эффект Допплера, т. е. уширение линий вследствие хаотического теплового движения атомов. Допплеровское распределение интенсивности (коэффициента поглощения) по контуру линии подчиняется экспоненциальному закону [c.140]

Щель спектрографа представляет собой механизм, состоящий из двух ножей, которые помещаются в специальном пазу. Зазор регулируется микрометрическим винтом с барабаном, цена деления которого составляет 0,001 мм. Щель спектрографа — одна из наиболее ответственных частей прибора, так как спектральная линия является монохроматическим изображением щели. От тщательной обработки поверхности ножей зависит правильный контур линии. Царапина или пылинка величиной 1 мк искажают изображение. Очистка щели производится только острием сосно- [c.186]

В этом случае АА, измеряется долями ангстрема. Поэтому приборы высокого разрешения являются спектральными приборами узких спектральных интервалов. Они требуют предварительной монохроматизации. Приборная ширина б А сравнима с физической шириной линии в разряде. Это и дает возможность использовать такой прибор для точных измерений длин волн или контуров спектральных линий. Основную долю ширины контура линии составляет физическая ширина спектральной линии в разряде, в то время как в призменном или дифракционном спектральном приборе небольшой дисперсии, наоборот, приборная ширина [c.167]

Однако можно этого и не делать, если измеряется лишь ширина спектральной линии, а распределение интенсивности в линии по контуру несущественно. Для измерений могут быть использованы приборы МФ-2 или МФ-4. Построив характеристическую кривую фотопластинки и измерив / ,ах кольца, можно с помощью характеристической кривой найти почернение 5 в контуре линии, [c.177]

При записи контуров линий должна быть использована линейная часть логарифмической характеристики лампы. Это можно сделать регулировкой чувствительности усилителя. Последовательность операций при записи спектральных линий следующая [c.188]

Экспериментальное изучение контуров спектральных линий в зависимости от концентрации нормальных атомов в плазме разряда позволяет установить, как формируется контур линии в источнике света. [c.245]

Выражение (5.22) показывает, что если истинный и аппаратный контуры спектральной линии выражаются функцией Гаусса, то и наблюдаемый контур может быть описан такой же функцией. Отсюда можно сделать обратный вывод если наблюдаемый и аппаратный контуры линии описываются функциями Гаусса, то это означает, что истинный контур спектральной линии также описывается функцией Гаусса, причем его полуширина определяется зависимостью (5.24). Для того чтобы полностью определить истинный контур, нам остается только найти его максимальную интенсивность. Из выражения (5.21) получаем [c.41]

У приборов с фотоэлектрической записью по мере улучшения фокусировки не только сужается контур линий, но и возрастает отброс, соответствующий максимуму линии. Величина максимального отброса более чувствительна к изм непию положения фокусирующего элемента, чем ширина линии. При фокусировке необходимо пользоваться узкими щелями и устанавливать спектральную ширину входной и выходной щелей одинаковыми. [c.153]

Очевидно, использование диафрагмы, спектральная ширина которой значительно больше ширины контура линии бХ, не приводит к увеличению пропущенного светового потока для измеряемой линии. Однако при этом существенно уменьшается разрешающая способность спектрометра. Наоборот, сужение диафрагмы до величин, значительно меньших б 1, не дает заметного увеличения разрешающей силы, но приводит к резкому уменьшению светового потока, падающего на прибор. Компромиссным решением является использование диафрагмы, спектральная ширина которой равна бХ. При этом разрешающая способность прибора Н оказывается в 2 раз меньше теоретической [c.174]

Поскольку паша промышленность пока практически не выпускает спектральных приборов с временным разрешением, представляет интерес сочленение обычных спектральных приборов со скоростными фоторегистраторами с целью получения временных разверток. Одна из таких установок описана в работе [7.18]. В установке использован стандартный спектрограф ИСП-51 и скоростной фоторегистратор СФР, которым заменена камерная часть спектрографа. Спектр пробегает мимо щели, установленной в фокальной поверхности фоторегистратора за щелью стоит фотоумножитель. Установка предназначена для скоростной регистрации контуров линий. С ее помощью осуществлена запись со скоростью 15 А мксек. Она может быть доведена до 300—400 А/мксек при использовании более ярких источников света, что позволит увеличить скорость вращения зеркала до предельной. [c.196]

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

На практике для определения величины еще до введения поглощающих паров измеряют для всех длин волн, подлежащих исследованию, относительную эффективность рассеянного света На нее практически не влияют изменения входящего в прибор светового потока, не нарушающие существенно первоначального спектрального распределения (например, вызванные изменением ширины входной щели). При образовании линии поглощения величина быстро увеличивается за счет уменьшения регистрируемого-сигнала (первое слагаемое в знаменателе формулы (13.39) )). Однако для невозмущенного континуума, прилегающего к контуру линии, относительная эффективность рассеянного света остается неизменной. Это позволяет определить величину 1 по сигналу, соответствующему невозмущенному континууму [c.347]

Как отмечалось в ряде работ [244, 506, 319], повышение линейной дисперсии и разрешающей способности спектральных приборов имеет смысл, пока разрешаемый спектральный интервал больше физической полуширины линии в источнике возбуждения спектра. Вопрос о выборе оптимальных параметров спектрографа при учете собственной ширины линии в источнике света был подробно рассмотрен в работе 1217]. На рис. 22 представлена полученная расчетным путем зависимость относительного предела обнаружения от приведенной разрешающей силы спектрографа (приведенная разрешающая сила, по определению авторов [121/], есть отношение разрешающей силы спектрографа к разрешающей силе, необходимой для разрешения контура линии, / прив = Я/кь, где кь — Х/ЬК). Как видно из рис. 22, при ширине щели спектрографа, близкой к нормальной, величина предела обнаружения-оказывается обратно пропорциональной разрешающей способности вплоть до значений / = 2RL. Согласно измерениям физической полуширины аналитических линий различных элементов, величина Яь при использовании дугового и искрового возбуждения спектров достигает значений 100—120-10 и, таким образом, максимальная полезная разрешающая сила спектральных приборов должна составлять 200 ООО—300 ООО. [c.74]

Спектральная ширина линии поглош.ения атомов. При выводе формулы (8.2.33) из (8.2.24) молчаливо предполагалось, что сечение <т не имеет спектрального контура. Однако это не так. Выражение скорее [c.395]

Светимость изолированных спектральных линий является важным параметром во многих задачах прикладной спектроскопии. Как будет показано в гл. 5, она в принципе может быть измерена с помощью чувствительного спектрального прибора независимо от характера аппаратной функции. Так как для многих практических приложений достаточно рассмотреть только естественное, ударное и допплеровское уширения спектральных линий, то мы ограничимся здесь количественным расчетом светимостей спектральных линий с чисто допплеровским, чисто естественным и ударным уширениями, а в заключение рассмотрим светимости в спектральных линиях в том случае, когда все эти механизмы уширения действуют одновременно. В заключение будет проведено обсуждение кривых роста и контуров линий некоторых излучателей. [c.47]

Максимальное значение спектральной светимости линии с допплеровским контуром равно [c.49]

Интегрирование по V приводит к соответствующей поправке иа эффективную ширину спектральной линии, соответствующей данному переходу. Отметим, что формула (7.36) справедлива только в том случае, когда разность — -Еп велика по сравнению с суммой энергий возмущения верхнего и нижнего состояний, т. е. когда v, велика по сравнению с эффективной шириной спектральной линии. Вид контура линии не сказывается на величине [c.121]

Оценка разрешающей способности. Методы измерения разрешающей способности решеток сводятся к определению разности длин волн двух близко расположенных спектральных линий приблизительно равной интенсивности, находящихся на преде.те разрешения. Чаще всего разрешающую способность оценивают по наблюдениям сверхтонкой структуры спектральных линий кадмия и ртути, некоторых групп линий спектра железа или полос поглощения паров иода, а также по расщеплению спектральных линий в магнитном поле. Однако выбор линий, пригодных для этих целей, очень ограничен, а процедура измерения при высоких разрешениях достаточно сложна. На точность измерений этими методами влияют не только ошибки решетки, но и аберрации оптической системы спектрографа, а также естественная ширина контура линии. Кроме того, с ростом фокусного расстояния спектрографа возрастает влияние колебаний воздуха и отдельных элементов системы, что создает дополните.льные трудности при наблюдениях и снижает их точность. При наиболее благоприятных условиях измерений относительная ошибка определения разрешающей способности составляет 5—10%, что в некоторых случаях недостаточно для характеристики решетки по этому параметру. Поэтому непосредственные наблюдения спектральных лгг-ний дополняются исследованиями формы фронта дифрагированной волны теневым и интерференционным методами, которые взаимно дополняют друг друга. [c.54]

Контур линии поглощения. В отличие от широких полос поглощения, часто наблюдаемых и используемых в молекулярной абсорбционной спектрофотометрии, в атомно-абсорбционной спектрофотометрии происходит поглощение очень узких спектральных линий. [c.237]

Количественная оценка по ширине спектральных линий основана на корреляции между контуром линии и концентрацией. С ростом концентрации увеличивается не только высота, но и ширина контура спектральных линий (рис. 5.25). Таким образом, по ширине некоторых спектральных линий можно судить о составе анализируемого материала. Однако прежде с помощью образцов известного состава следует установить корреляцию между шириной линий и концентрацией элемента. [c.63]

Собственный контур спектральных линий меняется вследствие дифракции, интерференции и дисперсии света в спектральном приборе. Различие между так называемым инструментальным и собственным контурами линии тем меньше, чем выше разрешающая сила прибора. [c.63]

Однако в спектральном анализе удобнее использовать так называемую аналитическую ширину линии, т. е. расстояние (выраженное в единицах длины) между двумя удобными, предварительно выбранными точками на контуре линии с одинаковой интенсивностью /о [4]. В обсуждаемом здесь методе измеряют разность аналитических ширин соответственно выбранных линий определяе- [c.64]

Комбинированный контур Фойгта. Подведём итог сказанному о формировании спектральных контуров линий поглощения атомов в АВЛИС-процессе. Атомы поступают в рабочий объём установки под углом раскрытия 2 д, которому соответствует некоторая спектральная ширина неоднородного доплеровского, образованного проекциями скоростей различных атомов на лазерный луч, уширения А/ о, формула (8.2.8). Вместе с тем, каждый атом в силу тех условий, в которые он поставлен во время эксперимента, может случайно поглотить (высветить) фотон в спектральном диапазоне, который определён контуром однородного уширения Лоренца (формула (8.2.40)). И, наконец, на результирующую ширину линии поглощения влияет расщепление линий целевого и нецелевых изотопов в магнитном и электрическом полях. [c.398]

Лазерные методы позволяют получать частицы как с определенным значением и направлением вектора скорости, так и с определенной ориентацией в пространстве. Если для возбуждения молекулы, контур линии поглощения которой обусловлен допплеровским уширением, использовать лазер, дающий излучение со спектральной шириной, заметно меньшей ширины линии поглощения, то возбуждению подвергнутся лишь молекулы, двигаюцдаеся с определенной скоростью в направлении луча лазера. Например, если частота генерации лазера соответствует частоте центра линии поглощения молекулы, то возбуждаться будут лишь "покоящиеся" молекулы. [c.136]

Допплеровское уширение. Существенно большее влияние на уширение спектральных линий оказывает эффект Допплера, т. е. утиирение линий вследствие хаотического теплового движения атомов. Как уже отмечалось ранее, это движение описывается распределением Максвелла. Соответственно распределение коэффициента поглощения (интенсивности) по контуру линии подчиняется экспоненциальному закону [c.825]

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]

При фокусировке необходимо перемещать отдельные узлы спектрального прибора до получения паилучшего качества изображения спектральных линий — наиболее узкого спектрального контура. [c.149]

Уширение спектральной линии вызывается различными факторами. В пламенах наиболее важными являются уширение вследствие теплового движения атомов (допплеровское уширение) и уширение вследствие соударений возбужденных атомов с другими частицами (лорентцовское уширение). Величины ло-рентцовского и допплеровского уширений характеризуются полушириной линии, т. е. расстоянием между точками на контуре линии, в которых интенсивность линии равна половине максимальной. С ростом концентрации атомов в источнике возбуждения интенсивность излучения достигает максимума, равного интенсивности излучения черного тела лишь в центре линии и дальнейший рост интенсивности излучения возможен за счет периферических частей линии ( крыльев ). В целом поглощение света в источнике возбуждения и интенсивность его излучения определяются параметром а, равным отношению лорентцовской полуширины спектральной линии Аю , к допплеровской полуширине Дсоо [c.67]

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]

Численное определение абсолютных значений наблюдаемых спектральных показателей поглощения было выполнено рядом авторов [5—8]. В частности, максимальные значения наблюдаемых показателей поглощения и ширина спектральных линий с дисиерсионным или допплеровским контуром были рассчитаны [8] как функции отношения аппаратной ширины щели к полуширине линии и максимального значения истинного показателя поглощения. Аппаратная функция предполагалась гауссовой или дисперсиоппой формы. В дополнение к искажению контуров линий рассматривались также малые (5% и менее) абсолютные ошибки П1)и измерениях интегральных показателей поглощения [8]. Хотя ошибки при оценках интегральной интенсивности понятны только применительно к расчетам, включающим онределенный допуск для инструментальных потерь, следует помнить, что для гауссовой или дисперсионной аппаратной функции и реальных показателей поглощения интервал сканироваиия, требуемый для удовлетворения условий, установленных в разд. 5.1, бесконечно широк. [c.75]

В предыдущих главах был приведен основной материал, необходимый для решения ряда практически важных проблем количественной спектроскопии. Рассмотрим теоретический расчет излучательных способностей равновесных газов в инфракрасной области исходя из спектроскопических данных. Будут обсуждаться расчеты излучательной способности молекул с неперекрывающимися и перекрывающимися спектральными линиями, в которых спектральный показатель поглощения является медленно меняющейся функцией волнового числа. Контуры линий будут описываться дисперсионной формулой, чисто допплеровским уширением или комбинацией допплеровского и дисперсионного профилей. [c.219]

Фиг, 11,6. Зависимостгз спектрального показателя поглощения от м для СО при 300° К. Предполагается дисперсионный контур линии с [c.225]

Чтобы распространить расчеты, выполненные для спектральных линий с допплеровским контуром, на спектральные линии, форма которых обусловлена совместным действием допплеровского и ударного уширений, удобно воспользоваться кривыми роста (см. фиг. 4.6). Форма линии опять определяется параметром а. Для заданных значений произведения оптической плотности (X) и максимума показателя поглощепия для линий с чистым доннлеровским контуром = Рмакс.) ордината кривой роста дает величину, пронорциональпую полной изморенной светимости 7 для произвольно выбранного значения иараметра контура линии а. Таким образом, из кривых роста легко получить, Rj (a-=0), R a)IR] a = Q) наконец, абсолютное значение Rb a)- Подробностей трудоемких, но непо-сродстр.енных расчетов мы здесь касаться но будем. [c.429]

Проведенный в этом разделе анализ дает, конечно, лишь весьма общее представление о контуре линии. Так, вопрос о распределении интенсивности в промежуточной области со — со - й остался нерешенным. Кроме того, неясно, насколько хорошо дисперсионное распределение описывает центральную часть линии, если неравенство (36.49) выполняется с небольшим запасом, т. е. если й, хотя и больше у но имеет тот же порядок величины. На эти вопросы может дать ответ лишь вычисление /(со), не связанное с упрощающими предположениями ударной или статистической теории. Такие вычисления были проведены Андерсоном и Талмэном ). Получить общие аналитические выражения для всего контура оказалось невозможным. Поэтому Андерсон и Талмэн детально исследовали предельные выражения для /(со), справедливые для внутренней части и для крыльев линии, и, кроме того, построили интерполяционные выражения для промежуточной части. Эти вычисления дали целый ряд уточнений контура спектральной линии. Все эти уточнения, однако, невелики и представляют интерес скорее с принципиальной, чем с практической точки зрения. Поправки к контуру, полученному плавным соединением дисперсионного распределения со статистическим крылом, лежат в пределах той точности, на которую вообще можно рассчитывать в рамках рассматриваемой модели. [c.474]

Для этого метода определения удобнее всего использовать с. б. п.-шкалу, для которой почернения линий между первой и наиболее интенсивной седьмой ступенями (еще попадающими на линейный участок кривой почернения) распределены насколько возможно равномерно. Сравнение облегчается, если контуры линий на шкале и спектральных линий с примерно одинаковыми почернениями близки друг к другу. Для изготовления с. б. п.-шкалы и получения спектров анализируемых проб целесообразно использовать один и тот же спектрограф. В этом случае отпадает необходимость в калибровочной шкале, так как в описанном выше методе с. б. п.-шкала нужна только для облегче1шя сравнения между собой почернений спектральных линий. [c.58]

Контур спектральных линий обычно имеет колоколообразную форму и не характеризует ширину линий. Эту трудность, однако, можно устранить, определяя ширину линии как разность длин волн двух выбранных точек на контуре линий с одинаковыми итенсивно-стями. В физике для этой цели обычно используют разность между длинами волн точек на контуре линий, имеющих интенсивность, равную половине максимальной интенсивности, или так называемую полуширину (рис. 5.26, а). [c.64]

Проведенное исследование позволяет сделать следующие выводы. Лазер в режиме модулированной добротности является эффективным атомизатором. При давлении окружающей атмосферы ниже 400 Па факел представляет собой пространственно однородное, лишь незначительно искаженное на краях, облако поглощаюгцих паров. Контур линии поглощения можно считать чисто доплеровским, так как ло-ренцовские уширение и сдвиг при пониженном давлении незначительны. Высокая температура поглощающих паров ведет к значительному увеличению монохроматичности излучения спектральной лампы. Таким образом, в лазерном факеле при пониженном давлении реализуются все условия атомно-абсорбционных измерений по методу Уолша. [c.73]