Люминесцентный анализ - Шлезингер М.А.
Скачать (прямая ссылка):
После зажигания газоразрядной лампы происходит лавинообразное нарастание числа носителей тока и соответственно неограниченное возрастание тока, что может привести к разрушению лампы или какого-нибудь другого элемента цепи (например, к перегоранию предохранителей). Поэтому необходимо последовательно с лампой включить в цепь сопротивление. Тогда возможный рост тока в цепи вызовет соответствующее увеличение падения напряжения на сопротивлении. Напряжение и соответственно энергия, приходящиеся на долю разряда, станут меньше; в результате ток разряда уменьшится до первоначального значения. Такое сопротивление называется балластным; его величина специально подбирается для каждого типа газоразрядных ламп. Для ламп, работающих на переменном токе, в качестве балласта обычно используют дроссель (провод, намотанный на железный сердечник); на переменном токе он, как и сопротивление, ограничивает величину тока, но приводит к значительно меньшим потерям энергии и облегчает зажигание.
Необходимо помнить, что характеристики балласта всегда рассчитываются на определенный тип ламп, и при неподходящем балласте лампа либо не загорится, либо будет работать в неправильном режиме, или перегорит.
Излучение разряда обусловливается следующими процессами. Электроны, ионы и нейтральные атомы в разрядной трубке находятся в непрерывном хаотическом движении, энергия которого поддерживается подводимым извне электрическим током. При столкновениях между частицами с малыми энергиями происходят только упругие соударения. При больших энергиях сталкивающихся частиц происходит, как указывалось, ионизация атомов - отрыв электронов. Наконец, при промежуточных значениях энергии при столкновениях частицы переходят в возбужденное состояние. Время пребывания в возбужденном состоянии мало - порядка 10~8 сек. Возвращаясь в нормальное состояние, атом излучает квант света с соответствующей длиной волны.
*) Известны формы дугового разряда с малым катодным падением при холодном' катоде (ртутный катод).
7*
100
А. ИСТОЧНИКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ
1ГЛ. VII
Система возбужденных уровней обусловливается структурой электронной оболочки атома. Поэтому каждый газ излучает в разряде свои определенные, свойственные только данному газу длины волн. Из сказанного понятно также, почему при газовом разряде излучение в большинстве случаев имеет линейчатый спектр (ср. гл. I).
От режима разряда зависит соотношение энергий, приходящихся на излучение различных длин волн, соответствующих переходам с различных возбужденных уровней атомов данного газа. Так, при низких давлениях газа (от тысячных до десятых долей мм рт. ст.) и сравнительно малых токах (порядка нескольких миллиампер на 1 см2 поперечного сечения разряда) имеет место преимущественно так называемое резонансное излучение. Это излучение соответствует переходу атома из первого (нижнего) возбужденного состояния в нормальное *). При увеличении давления газа в лампе до величин, близких к атмосферному и выше, и, особенно, при увеличении силы тока, протекающего через лампу, в излучении начинают преобладать уже не резонансные, а другие спектральные линии, свойственные данному газу и соответствующие переходам между более высокими уровнями.
Спектральные линии, излучаемые газом, и при низких давлениях, строго говоря, не монохроматичны: им соответствует не одна длина волны, а некоторый чрезвычайно узкий интервал длин волн; при повышении давления этот интервал сильно увеличивается, происходит, как говорят, расширение спектральных линий.
Кроме того, наряду с линиями появляется все более заметный сплошной спектр, так называемый "фон". При очень больших давлениях (порядка десятков атмосфер) спектр становится сплошным с отдельными максимумами в тех местах, где при низких давлениях располагались линии.
Ниже будет рассмотрен ряд типов газоразрядных ламп, используемых в люминесцентном анализе, а также основные схемы их включения (обычно все данные, необходимые для включения газоразрядных ламн, указываются в прилагаемых паспортах).
Обязательно следует иметь в виду, что ультрафиолетовое излучение описываемых ниже ламп вызывает ожоги кожи и особенно глаз. Горящие лампы должны находиться в кожухе, защищающем оператора от ультрафиолетового излучения. Нельзя смотреть на работающие лампы без очков из простого стекла, непрозрачного для ультрафиолета. При работе с особенно яркими лампами (ДР1П, ДКсШ, СВД и, в меньшей мере, ПРК) следует пользоваться очками из темного стекла.
• б) Ртутные лампы. Из числа газоразрядных ламп особенно большое распространение получили ртутные лампы. При разряде в парах ртути излучается много линий как в ультрафиолетовой, так и в видимой областях спектра; ртутные лампы являются весьма экономичными источниками этих излучений.
Для объектов, возбуждаемых коротковолновым ультрафиолетовым светом, незаменимым источником является ртутная лампа низкого давления, выполненная в колбе из плавленого кварца или хорошего увиоле-вого стекла. Она весьма экономично трансформирует электрическую энергию в энергию излучения (резонансная линия ртути с длиной волны 2537 д). Дополнительным достоинством этого источника является то, что излуче-
