Люминесцентный анализ - Шлезингер М.А.
Скачать (прямая ссылка):
Если этот угол окажется больше, чем в отсутствии линзы, то мы получим выигрыш в освещенности пластинки (а следовательно, и в почернении), если же меньше, то освещенность уменьшится. В случае равных углов не следует пользоваться линзой из-за потери света при отражении от ее поверхностей *).
Рассмотрим другое важное следствие, вытекающее из соотношения Манжена.
Предположим, что мы визуально наблюдаем светящийся предмет. Ощущение яркости определяется освещенностью сетчатки глаза в том месте, где получается изображение светящегося предмета. В этом случае освещенность равна яркости предмета, умноженной на телесный угол схождения лучей от зрачка к сетчатке.
Этот телесный угол не изменится, если удалять предмет, не изменится, следовательно, и воспринимаемая глазом яркость предмета (величина изображения, конечно, уменьшится). Отсюда правило: наблюдае-
мая глазом яркость светящихся предметов не зависит от расстояния до этих предметов. Отличие глаза от других оптических приборов заключается в том, что в нем расстояние от зрачка до сетчатки остается неизменным. При определении же освещенности, получаемой с помощью оптических приборов, необходимо учитывать изменение расстояния от линзы до изображения. Поясним это на примере. Предположим, что мы фотографируем люминесцирующее тело, находящееся от фотоаппарата на большом расстоянии. В этом случае фотопластинка находится почти в главном фокусе объектива и, следовательно, телесный угол схождения лучей равен площади объектива, деленной на квадрат главного фокусного расстояния.
Если мы захотим сфотографировать этот же предмет в натуральную величину, то мы поместим его на двойном фокусном расстоянии от объектива и на такое же расстояние от объектива отодвинем фотопластинку. Телесный угол схождения лучей, а следовательно, и освещенность уменьшатся в четыре раза (два в квадрате); во столько же раз надо увеличить экспозицию.
Соотношение Манжена позволяет просто решать постоянно возникающий при использовании спектральных приборов вопрос, в каких случаях следует применять конденсорную линзу для получения изображения источника света на щели спектрального прибора, иными словами, в каких случаях можно с помощью конденсорной линзы увеличить освещенность изображения спектра.
В данном случае телесный угол определяется площадью второго объектива спектрального прибора (дающего изображение спектра) и его фокусным расстоянием. Сказанное справедливо при условии, что весь объектив заполнен светом и во все точки изображения щели свет идет со всей поверхности объектива.
Если свет от исследуемого источника (например, флуоресцирующего раствора) заполняет весь первый объектив коллиматора и, следовательно,
*) Потеря света из-за отражения от одной поверхности стеклянной линзы равна примерно 4%. Потеря от двух поверхностей- около 8%.
86 ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЙ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ [ГЛ. VI
площадь второго объектива, дающего изображение спектра, использована максимально, то телесные углы, под которыми сходятся лучи, дающие изображение спектра, имеют максимальное значение; следовательно, и освещенность изображения спектра, которую можно получить с данным прибором, получается при этом наибольшей - применение конденсорной линзы увеличить ее не может.
Таким образом, если люминесцирующий объект имеет большую площадь и свет от него заполняет весь объектив коллиматора, то применение конденсорной линзы бесцельно.
В случае же люминесцирующего объекта малых размеров следует поставить конденсорную линзу, выбрав ее диаметр и фокусное расстояние так, чтобы заполнить светом весь объектив коллиматора.
5. Измерения интенсивности люминесценции
Для измерения интенсивности люминесценции может быть использован любой из фотометров, применяемых в оптике или в светотехнике.
Типы и конструкции фотометров зависят от используемого в них приемника излучения.
Рассмотрим особенности фотометров с разными типами приемников.
а) Визуальное фотометрирование. Фотометрия, в которой приемником является глаз, называется визуальной фотометрией. Глаз человека отличается крайне высокой чувствительностью к видимому свету, и хотя в настоящее время начинают широко применять фотометры с фотоэлементами и с фотоумножителями, визуальная фотометрия еще долго останется удобным средством не только наблюдения, но и измерения интенсивности люминесценции.
Визуальное измерение основано на том, что глаз может устанавливать равенство или неравенство яркостей двух поверхностей. Благодаря этому свойству глаз используется в фотометрии как "нулевой прибор", т. е. прибор, регистрирующий отсутствие разницы в яркостях двух сравниваемых поверхностей. По тому же принципу работают все приемники второго типа, т. е. реагирующие на освещенность их чувствительной поверхности.
Точность установления глазом равенства яркостей двух поверхностей (двух фотометрических "полей сравнения") зависит в первую очередь от следующих двух условий.
Во-первых, сравниваемые поля должны вплотную соприкасаться друг с другом так, чтобы граница раздела между ними исчезла при установлении равенства яркостей.
