Люминесцентный анализ - Шлезингер М.А.
Скачать (прямая ссылка):
1]
ВЫБОР ИСТОЧНИКА. СВЕТОФИЛЬТРЫ
95
Иногда бывает желательно задержать инфракрасное излучение источника, пропустив, по возможности, коротковолновое видимое и длинноволновое ультрафиолетовое. В таких случаях прибегают к теплозащитным
Рис. 28. Спектры пропускания кварцевой кюветы с водным раствором нитрита натрия;
толщина сло$ раствора -4 лш; 1 - насыщенный раствор;
2, з, 4 - концентрации соответственно равны 1/2"114 и 1/8 насыщенной.
стеклам СЗС14, СЗС5, СЗС16 (сине-зеленые) - рис. 29. Для этой цели употребляют также некоторые жидкостные фильтры (дистиллированная вода, раствор медного купороса или хлорной меди - рис. 30).
Рис. 29. Кривые пропускания теплозащитных стекол (2 мм).
Следует, наконец, упомянуть о так называемых нейтральных светофильтрах (стекла НС), употребляемых в тех случаях, когда необходимо ослабить свет в некоторое число раз, без существенных изменений его спектрального состава*).
*) Совершенно нейтральные светофильтры получить не удается. Стекла IIC обеспечивают более или менее удовлетворительную нейтральность (одинаковое пропускание) в пределах видимой области спектра.
96
А. ИСТОЧНИКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ
ГГЛ. VII
Если необходимо получить узкие области пропускания, то комбинируют (складывая вместе) два или более светофильтров. В видимой области, используя имеющиеся марки цветных стекол, можно получить много вариантов. Для ультрафиолетовой области выбор меньше и приходится иногда прибегать к жидкостным фильтрам, т. е. к растворам различных веществ в кварцевых кюветах. В литературе описан ряд рецептов жидкостных фильтров [1].
sou 500 wo т зоо woo 11оо то то то
Длины Волн, ммк Рис. 30. Кривые пропускания:
--2,5% водный раствор хлорной меди (CuCh), толщина •
слоя 2 см; 2 - вода, толщина слоя 1 см (из книги Д. С т р о н г, Практика современной физической лаборатории, Гостехиздат, 1948, стр. 265).
В настоящее время оптическая промышленность выпускает специальный набор узкополосных светофильтров для выделения наиболее сильных линий ртутного спектра: 313, 365, 405, 436, 546 и 578 ммк.
За последние годы широкое распространение получили интерференционные светофильтры, выделяющие весьма узкие полосы спектра. Однако они изготавливаются только для видимой и ближней инфракрасной областей спектра. Для ультрафиолетовой же, области такие фильтры пока не выпускаются.
2. Лампы накаливания
Рассмотрение применяемых при люминесцентном анализе источников излучения естественно начать с ламп накаливания [2 - 4].
Их существует много сотен типов с диапазоном мощностей от десятых долей ватта до многих киловатт. Необходимые напряжения лежат в пределах от 1 в до сетевых напряжений переменного и постоянного тока (220, 127, 110 и 135 в).
К сожалению, применение ламп накаливания для возбуждения люминесценции существенно ограничивается спектральным составом их излучения. Источником излучения в лампах накаливания служит раскаленная вольфрамовая нить или спираль из этой нити*). Спектр излучения раскаленного вольфрама очень близок к спектру, излучаемому абсолютно черным телом (полным излучателем) при температуре, близкой к температуре нити или спирали данной лампы. Поэтому спектральный состав излучения ламп накаливания, а следовательно, и цветность их излучения характеризуются обычно так называемой цветовой температурой. Цветовая температура лампы накаливания - это та температура абсолютно черного тела, при которой его спектр практически совпадает со спектром
*) В некоторых специальных пампах - тонкая вольфрамовая лента.
ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ
97
лампы. Цветовая температура ламп накаливания немного выше истинной температуры тела накала (т. е. вольфрама).
Цветовые температуры вакуумных ламп лежат в пределах 2200- 2500° К, газополных ламп (т. е. наполненных инертными газами) - 2700-3200° К.
На рис. 31 показаны кривые относительного распределения энергии в спектре ламп накаливания с цветовыми температурами 2300 и 2800° К. Из этих кривых видно, ту что основная доля энер- | ' гии приходится на инфракрасную область | 0,8 спектра, немного на ви- ^ димую и совсем мало - | на ультрафиолетовую. § М
С повышением цве- ^ товой температуры ра- % ^ стет как общее излу- | чение лампы, так и до- ^ ля коротковолновой ча- | 0,2 сти спектра в общем | излучении. Поэтому, | д
если хотят ибпользо- ^ о 1 Z J
вать ультрафиолетовое Млины 8олн. мк
излучение, то выбирают Рис. 31. Спектры излучения ламп накаливания (абсо-лампу с возможно более лютно черное тело при температурах 2300 и 2800° К);
гсыСОКОЙ ННРТОВОЙ тем- стрелками отмечены границы видимой области! максимум " ~ спектральной плотности излучения при температуре 2800° К
иературои. С7ТО ОТНО- условно принят за 1.
сится, хотя и в меньшей
степени, также к потоку, излучаемому в видимой области (с повышением цветовой температуры растет световая отдача).
Из сказанного следует, что лампы накаливания, как источник ультрафиолетового излучения, весьма неэкономичны. К тому же стекло, из которого изготавливаются колбы ламп, поглощает заметную долю длинноволнового ультрафиолетового света и полностью срезает коротковолновый. Таким образом, несмотря на простоту и удобства в эксплуатации, лампы накаливания только тогда находят применение для возбуждения люминесценции, когда можно довольствоваться длинноволновым ультрафиолетовым светом (с фильтрами УФСЗ или УФС4) или коротковолновым видимым (например, с фильтром ФС1). Для возбуждения инфракрасной люминесценции, спектр возбуждения которой лежит в видимой области, лампы накаливания очень удобны [5].
