Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Лит.: Тарасов К. И., Спектральные приборы, 2 изд., JI., 1977; Пейса хвои И. H., Оптика спектральных приборов, 2 изд., Jl., 1975; Зайдель A. H., Острой-скап Г. В., Островский Ю. И., Техника и практика спектроскопии, 2 изд., M,, 1976; Инфракрасная спектроскопия высокого разрешения, пер. с франп. и англ., М., 1972;
Белл Р. Д ж., Введение в фурье-спектроскоппю, пер. с англ., М., 1975; Малышев В. И., Нведение в экспериментальную спектроскопию,. М., 1979; Миберн Дж., Обнаружение и спектрометрия слабых источников света, пер. с англ., М., 1079; Нагибина И. М., Михайловский Ю. К., Фотографические и фотоэлектрические спектральные приборы и техника эмиссионной спектроскопии, JI., 1981; Новые методы спектроскопии, Новосиб., 1982; Современные тенденции в технике спектроскопии, под ред. Г. Н. Раутиана, Новосиб., 1982; Скоков И. В., Оптические спектральные приборы. М., 1984; Г е р-шун М. А., Егорова JI. В., Спектрометры с селективной интерференцией, «Оптико-мех. пром.», 1987, M 4, с. 47: Светосильные саектралыдае приборы. Сб., под ред. К. И. Тарасова, М., 1988; Приборы спектральные оптические. Термины и определения. ГОСТ 27176—86. В. А. Никитин.
СПЕКТРАЛЬНЫЕ ПРИЗМЫ (дисперсионные призмы) — одна кз групп призм оптических; служат для пространственного разделения (разложения в спектр) излучений оптич. диапазона ка монохроматич. составляющие, различающиеся длинамк волн. Разделение лучей иа монохроматич. составляюпще является результатом зависимости угла отклонения О луча, прошедшего через призму (рис. 1), от показателя преломления материала пркзмы п, различного для разных длии
Рио. і. Ход лучей в простой - трёхгранной призме.
Хер, ^cp ко(ь ^2
волн X (см. Дисперсия света). Качество призмы характеризуется угл. дисперсией AQ/АХ, к-рая зависит от материала призмы (величин ли Ап/АХ), преломляющего угла а к угла падения Z1 (а следовательно, и от углов
/ P
нреломлекия і к і на первой н второй гранях прнзмы):
І 2
до
AX
An
AX
200
250 V1 CM'
Для изготовления призм используют материалы о большой дисперсией, прозрачные в исследуемой области спектра, с высокой оптнч. однородностью и изотропностью. В зависимости от исследуемой области спектра применяются С. п.: нз стекла (чаще всего флинта) — для видимой области; кристаллич. кварца, флюорита и др.— для УФ-области; фтористого лнтия, хлористого магния н др.— для ИК-областк.
Существует неск. видов иаиб. употребительных С. п.
1. Простая трёхграиная прнзма (рис. 1) используется как самостоят. диспергирующий элемент в спектральных приборах, а также является осн. составной частью всех более сложных призменных систем. В спектральном приборе призму устанавливают так, чтобы линия пересечения её преломляющих граней (преломляющее ребро) была параллельна входной щели. Двугранный угол а, образованный рабочими гранями прнзмы, наз. преломляющим углом.
Обычно он равен 60°. Угол отклонения луча после про-хождения^ призмы: ft ~ ix + I2 — а. Условие симметричного хода лучей через призму I1 — I и I = Ii =
— а/2. Угл. протяжённость участка спектра от коротковолновой (fcKOp, «і) до длинноволновой границы
(^дл> пг):
/Vi-п і
ср
sin2(a/2) ,
Где «ср =(? + па)/2.
Прн увеличении угла а к показателя преломления п угол отклонения луча О увеличивается до предельного значения, при к-ром наступает полное внутр. отражение на второй грани призмы и луч из призмы не выходит. Обычно призму устанавливают в положение мин. отклонения, что обеспечивает полученке макс. разрешающей способности, отсутствие астигматизма и угл. увеличения. Для данных а н п при симметричном ходе лучей в призме угол отклонения 0 мин. значение принимает при условии:
0Мии=2 arcsin [и sin (а/2)]—а,
т. е. для разл. длин воли мин. отклонение происходит при разл. положении призмы по отношению к падающему пучку лучей.
Разновидностью простой трёхгранной призмы является призма Норию (рис. 2, о), представляющая собой соединение на оптическом контакте двух
а эо у \г30' б
7г\^
в г
пг / <х\
-—-V*
л, V/ "1 \ /у
п'/
H2
Рис. 2. Спектральные призмы: а — призма Корню; б — призма Литтрова; в — призма Амичи; г — призма Розерфорда — Броунинга; д — призма Аббе (составная); е — призма Аббе (из целого куска).
прямоуг, призм с преломляющим углом 30°, вырезаи-иых из лево- и правовращающего кварца с общим иаправлеикем оптич. оси параллельно основаниям призм (CM. Оптическая активность, Оптически активные вещества). В результате после прохождения луча через лево- и правовращающие части призмы вращение плоскости поляризации оказывается скомпенсированным и, следовательно, двойное лучепреломление отсутствует, что улучшает иачество изображения спектральных линий. В автоколлимац. приборах (см. А втоколлимация) того же эффекта достегают, применяя
одну половину призмы Корню, большой катет к-рой покрыт отражающим слоем (призму Л и т т р о* в а, рис. 2, б). Дисперсия такой призмы равна дисперсии одной призмы са= 60°, установленной в положение мин. отклонения.
2. Призма Розер форда—Броунинга (рнс. 2, г) состоит из трёх частей. Между двумя одиночными призмами с небольшим преломляющим углом ах ( ~25°), изготовленными нз стекла с малым показателем преломления и малой дисперсией (крон), находится призма с большим преломляющим углом Oi (100°), изготовленная из стекла с большим показателем преломления и с большей дисперсией (флиит). Все три призмы склеены между собой лнбо соединены иа оптич. контакт. Назначения боковых призм — уменьшить потери на отражение за счёт уменьшения угла падения на первую грань. Призма Розерфорда — Броунинга выгодно отличается от одиночной призмы большей дисперсией (в 1,5—2 раза), а при заданной дисперсии — меньшими потерями на отражение. Ho при той же ширине пучка излучения длина хода лучей в этой призме больше, чем в одиночной, н её применение малоэффективно в УФ-области спектра, где поглощение в тяжёлых флинтах заметно возрастает.
