Люминесцентный анализ - Шлезингер М.А.
Скачать (прямая ссылка):
постоянном возбуждении до тех пор, пока глаз перестанет обнаруживать следы свечения. По степени потребовавшегося разбавления судят о величи-.не исходной концентрации. По существу, это обычное фотометрирование, только в качестве эталонной яркости взят порог чувствительности глаза. При соблюдении определенных условий (полная адаптация глаза на темноту, наблюдение всегда с одного и того же расстояния) таким путем можно оценивать концентрации с ошибкой, не превышающей 100% от измеряемой величины; такая точность во многих случаях достаточна, когда измеряют очень малые количества вещества.
ЛИТЕРАТУРА к гл. VI
1. Ф. В е й г е р т, Оптические методы химии, Гостехиздат, 1938.
2. W. Е. F о г s i t h е, Measurement of radiant Energy, New York and London, 1937.
3. C. JI.Мандельштам, Введение в спектральный анализ, Гостехиздат, 1946.
4. Дж. Гаррисон, Р. Лорд и Дж. Луфбуров, Практическая спектро-
скопия, М.-Л., 1950.
Г Л ABA VII
ИСТОЧНИКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ;
ИЗМЕРЕНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ; АППАРАТУРА
А. ИСТОЧНИКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ
1. Выбор источника. Светофильтры
В практике люминесцентного анализа наиболее часто встречаются объекты, люминесценция которых хорошо возбуждается длинноволновым ультрафиолетовым излучением с длиной волны, большей 300-320 ммк, видимым светом - синим и фиолетовым, и, наконец, некоторые вещества, преимущественно неорганические, возбуждаемые только коротковолновым ультрафиолетовым излучением (меньше 280 ммк). Инфракрасная люминесценция, используемая в люминесцентном анализе сравнительно редко, возбуждается видимым светом.
Желательно, чтобы у источника, применяемого для возбуждения фотолюминесценции, необходимое для этого излучение составляло по возможности большую долю общего излучения.
Свет источника в видимой области спектра мешает наблюдению и измерению люминесценции и его приходится убирать с помощью светофильтров, пропускающих возбуждающее излучение и поглощающих мешающую область спектра. Это не всегда просто и связано с тем меньшими трудностями, чем большая доля излучения источника приходится на участок спектра, необходимый для возбуждения. Кроме того, неиспользуемое излучение источника переходит в конечном счете в тепло, что приводит к нежелательному перегреву светофильтра, других частей аппаратуры, а также и наблюдаемого объекта. В тех случаях, когда аппаратура предназначена для полевых условий, важно, чтобы источник возможно экономнее использовал потребляемую им энергию.
Как ясно из сказанного, источники в большинстве случаев употребляются совместно со светофильтрами, которые выделяют нужный спектральный участок излучения.
Светофильтром может служить всякая среда, пропускающая часть падающего на нее излучения и задерживающая (поглощающая) остальную. Удобнее других, а следовательно, и наиболее употребительны, стеклянные светофильтры в виде нлоскопараллельных полированных пластин. Иногда употребляются жидкостные и даже газовые светофильтры; в них поглощающий раствор (или газ) помещают в кюветы с параллельными плоскими стенками из прозрачного стекла или оптического кварца.
Нашей промышленностью освоено и выпускается большое количество марок цветного стекла, из числа которых почти всегда можно
92
А. ИСТОЧНИКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ
[ГЛ. VII
выбрать подходящий светофильтр или комбинацию нескольких светофильтров *).
Как известно, коэффициент пропускания монохроматического излучения с длиной волны К для данной поглощающей среды определяется выражением
где - коэффициент пропускания; /. и /0?ь- интенсивности (потоки) прошедшего и падающего монохроматического излучения; d - толщина образца; кх- показатель поглощения среды, зависящий от длины волны падающего света **).
Иногда предпочитают для пропускания пользоваться выражением
тх = 10~^d.
Здесь показатель поглощения Ех=к^ ¦ lg е=0,4343 к%.
Необходимо учитывать, что на границе двух сред [воздух - стекло] происходит частичное отражение света. У реальных светофильтров это отражение происходит на обеих поверхностях пластины. Поэтому фактическое пропускание должно иметь вид
П = {\-гУ-е-кь*.
У большинства стекол г (коэффициент отражения) близок к 0,04, и обычно можно считать (1-г)2 я" 0,92. Более точные значения г для каждой марки стекла указаны в "Каталоге цветного стекла".
Для ряда расчетов, связанных с фильтрами, бывает удобнее пользоваться так называемой оптической плотностью фильтра D%:
D%- - lg ?\ = Exd = 0Д343М-
С учетом отражения D{- -\gT'% = Dx-\-Dr, где Dr = - 21g(l - г).
Наибольший интерес для люминесцентного анализа представляют стекла марок УФС, предназначенные для выделения ультрафиолетового излучения. На рис. 26 приведены кривые пропускания существующих марок ультрафиолетовых и фиолетовых стекол при толщинах фильтров в 2 мм без учета потерь на отражение.
Участок спектра, пропускаемый фильтром, или, как принято говорить, полоса пропускания, обычно определяется теми длинами волн, при которых пропускание фильтра равно половине максимального. Таким образом, полоса пропускания УФС1 при толщине 2 мм лежит в области примерно 250-400 ммк. Фактически такой фильтр пропускает, конечно, несколько более широкую полосу: например, в области длин волн около 240 и 420 ммк он пропускает 10% падающей энергии. Такой фильтр применяется, когда нужно "вырезать" из излучения источника широкую полосу ультрафиолетового излучения, главным образом его коротковолновый участок.
