Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
СПЕКТРАЛЬНЫЕ
СПЕКТ|>АДЬНЫ1
614
10_li и комбинац. частоты могут наблюдаться на расстояниях порядка неск. см-1 от возбуждающей линии.
Скоростные спектрометры (хроноспектрометры) работают по схеме рис. 4, ио в отличие OT Др. С. п. их снабжают устройствами быстрого циклич. сканирования и широкополосными (Лео до IO7 Гц) приёмно-регястрирующими системами. Для исследований кинетики хим. реакций сканирование ведётся с малой скважностью, к-рая достигается, напр., методом «бегущей щели»: вместо выходной щели в фокально ii плоскости устанавливается быстро вращающийся дней с большим числом радиальных прорезей. Таккм способом получают до IO4 спектров в 1 с.' Ёсли время жизии объекта слинг-ком мало, применяют более быстрое сканирование вращающимися зеркалами, это приводит к большой скважности и требует синхронизации начала процесса с моментом прохождения спектра по щели.
2. Многоканальные спектральные приборы е пространственным разделением длин воли В этой группе приборов сканирование не применяется, дкекретньш ряд длин волн (в полихроматорах) или участки непрерывного спектра (в спектрографах) регистрируются одновременно и оптич. часть строится обычно по схеме, приведённой на рис. 3. Если вместо системы, создающей угл. дисперсию, служит набор узкополосных светофильтров, то прибор относят и фотометрам. >
Многоканальные приборы используются гл. обр. для спектрального анализа элементного состава по аналитич. спектральным линиям. По мере увеличения числа каналов появляется возможность изучения спектральных распределений /(X). Рассмотрим наиб, типичные приборы этой группы (в порядке возрастания числа каналов).
Пламённые (атомно-абсорбционные н эмиссионные) спектрофотометры имеют обычно 1—2 канала регистрации. Оии измеряют интенсивности линий абсорбции, эмиссии или флуоресценции атомои элементов в пламени спец. горелок илк др. атомизаторов. В простых конструкциях аиалитич. линии выделяются узкополосными фильтрами (пламённые фотометры), в приборах более высокого класса применяются полихроматоры или монохроматоры, последовательно переключаемые иа разл. длины волн X. Приборы данного типа используются для определения большинства элементов периодич. системы. Оии обеспечивают высокую избирательность и чувствительность (до 10-li г).
Квантометри — фотоэлектрич. установки для промышленного спектрального анализа сталей, сплавов, смазочкых масел, минералов — строятся на основе полихроматоров; выходные щелк полихроматора выделяют из спектра излучения исследуемого вещества аналиткч. линии и линии сравнения; соответствующие световые потоки посылаются на приёмники (фотоумножители), устаковлеииые у каждой щели. Фототоки приёмников заряжают накопит, конденсаторы; величина заряда, накопленного за время экспозиции, служит мерой интенсивности линни, к-рая пропорциональна концентрации элемента в пробе. Модели квантометров различаются рабочими диапазонами спектра (внутри обласли 0,17— 1 мкм), числом одновременно работающих каналов (от 2 до 80), степенью автоматизации, способами возбуждения спектров (дуга, искра, лазер, источник на основе индуктивно-связанной плаамы).
Спектрографы одновременно регистрируют протяжённые участки спектра, развёрнутого в фокальной плоскости (рис. 3), на фотопластинках и фотоплёнках (фотогр. спектрографы), а также на экранах электрон-ио-оптич. преобразователей с «запоминанием» изображений,. Тнпы спектрографов отличаются большим разнообразием — от простых приборов настольного тниа для учебных целей и компактных ракетных и спутниковых бортовых спектрографов до крупных астроспектрографов, работающих в обсерваториях в сочетании с телескопами, и лабораторных 10-метровых вакуумных уста-
новок с большими дифракц. решётками для исследований тонкой структуры спектров. Линейная дисперсия спектрографов Дх/ДХ может лежать в пределах 10*— 104мм/мкм, разрешающая способность — достигать дифракц. предела, светосила по освещённости (отношение освещёкности в изображении входной щели к яркости источника, освещающего входную щель) —от 0,5 в светосильных приборах до IO'3 и меиее в длиннофокусных приборах большой дисперсик.
Развитие миогоэлементных приёмников матричного типа (с числом элементов до 1024) открыло возможность анализа излучений по спектральной и пространственной координатам и привело к появлению разл. вариантов фотоэлектрич. спектрографов-спектрометров с системами электронного сканирования (последоват. опроса сигналов приёмных элементов). Такие С. п., строго говоря, ие являются многоканальными, поскольку в них отсутствует независимая и одиоврем. регистрация сигналов от каждого приёмного элемента.
Скоростные многоканальные С. н. дли исследовании спектров быстро протекающих процессов конструируются путём сочетания спектрографа со скоростной кинокамерой (ииноспектрографы), введения в схему прибора многогранных вращающихся зеркал, пркменения многоканальной регистрации с миогоэлемеитными приёмниками (тайне С. п. наз. хроиоспектрографами, спект-рохро ио графами, спектровизорами).
3. Оциокаиальные спектральные приборы со спектрально-селективной модуляцией
