Оптические спектральные приборы - Скоков И.В.
Скачать (прямая ссылка):
Излучение указанных выше ламп характеризуется довольно узкими яркими линиями, подверженными самообращению. Рабочий спектральный диапазон 0,25—0,8 мкм. В табл. 7 приведены характеристики газоразрядных парометаллических ламп.
Ниже приведены длины волн наиболее интенсивных спектральных линий:
Металл Длина волны, нм
Ртуть........... 253,7; 296,7; 312,6; 313,2; 334,1; 366,0; 366,3; 404,7; 407,8; 435,8;
546,1; 577,0; 579,0
Цинк............ 280,1; 328,2; 330,3; 334,5; 334,6; 468; 472,2; 481,1; 636,2
Кадмий 298,1; 326,1; 340,4; 346,6; 346,8; 467,8; 480; 508,6; 643,8
Цезий .......... 455,5; 459,3 687; 697,3; 722,9; 760,9; 794,4; 852,1; 894,4
Таллнй.......... 535
Натрий.......... 589,0; 589,6
Интенсивные линии ртути и гелия в широком диапазоне спектра излучаются ртутно-гелиевой лампой РСФУ-2. В лампе используется дуговой разряд при низком напряжении. Колба лампы наполнена гелием при давлении 1,3—1,6 кПа и содержит некоторое количество ртути. Окно колбы сделано из у виолевого стекла.
Лампы с полыми катодами. Лампы имеют ту особенность, что их катод изготовляется в форме полого цилиндра, внутри которого при определенном токе и давлении концентрируется все отрицательное свечение тлеющего разряда. Это приводит к существенному повышению яркости излучения, содержащего интенсивные и узкие линии металла, из которого сделан катод.
Промышленность выпускает лампы и полые катоды, изготовляемые из алюминия, хрома, меди, железа, никеля и других металлов: Лампы наполняются неоном при давлении ~400 Па, что способствует наиболее яркому свечению разряда.
Лампы с полым катодом находят широкое применение в качестве источников спектров сравнения, стандартов длин волн и интенсив-: ностей, а также при атомно-абсорбционном анализе.
Лампы с высокочастотным врзбуждением. Лампа представляет собой трубку, в которой возбуждается газовый разряд под воздействием электрического поля высокой частоты (10—10® МГц), создаваемому как с помощью электродов, введенных внутрь трубки, так и без них. В отличие от источников с тлеющим разрядом рассматри^ ваемый источник излучает более интенсивные линии при одинаково»! их качестве (ширина и степень самообращения). Из источников с вы* сокочастотным возбуждением получили распространение, особенно!
50
Ш'
! I!!!!':
i " I! I
! !: Ii.!! !
I.Hi l!J
m
в спектроскопии высокой разрешающей способности, лампы с четными изотопами некоторых элементов, например Hg 198, Cd 114 и др., спектральные линии которых не обладают сверхтонкой структурой.
Резонансная лампа. В этой лампе излучение возбуждается оптическим путем. Лампа представляет собой стеклянную или кварцевую колбу, заполненную парами исследуемого металла при низком давлении. При освещении колбы светом газоразрядной лампы, содержащей пары того же металла, что и резонансная лампа, последняя переизлучает поглощенное резонансное излучение. В лампах такого типа можно наблюдать резонансные линии щелочных металлов.
Лазеры. Среди источников линейчатого спектра необходимо особо отметить газовые лазеры. Чрезвычайно малая ширина генерируемых ими линий (10-5—10~6 нм) позволяет использовать их в качестве источников «идеально» монохроматического излучения при измерении формы и ширины аппаратных функций спектральных приборов высокой разрешающей способности.
При спектральных измерениях находят также применение жидкостные лазеры, в которых в качестве активной среды чаще всего используются растворы сложных органических красителей.
Отметим некоторые особенности источников для проведения различных видов спектрального анализа. При эмиссионном анализе исследуемый образец (проба) вносится непосредственно в источник, так как необходимо получить излучение самого анализируемого вещества. В источнике происходят испарение пробы, если она находилась в жидком или твердом состоянии, диссоциация молекул, ионизация атомов и, наконец, возбуждение атомов и ионов. Источниками для эмиссионного анализа служат газовый разряд различных видов (дуговой, искровой, тлеющий) и пламя. В качестве источников излучения все большее применение находят плазмотроны — устройства, в которых мощная дуга горит в замкнутом пространстве, а образующаяся плазма газовой струей выносится из сопла на значительное расстояние. Проба вводится в горячую струю за электродами и поэтому не влияет на параметры разряда.
При абсорбционном анализе исследуемая проба вносится не в источник, а в световой поток между источником и спектральным прибором, поэтому источник должен давать сплошное излучение, достаточно равномерное и яркое. При анализе спектров поглощения используются главным образом тепловые излучатели и газоразрядные лампы высокого давления.
При анализе по спектрам комбинационного рассеяния источники должны иметь высокую интенсивность излучения, малую ширину возбуждающих линий, слабый сплошной фон (10_6—1СГ® от интенсивности возбуждающих линий); кроме того вблизи возбуждающих линий не должно быть других мешающих линий основного элемента или примесей. К источникам, удовлетворяющим этим требованиям, относятся мощные ртутные лампы низкого давления с охлаждаемыми жидкими электродами (например, типа ДРС-250 и ДРС-600). Следует
