Оптические спектральные приборы - Скоков И.В.
Скачать (прямая ссылка):
мента 3 (действующий участок объектива для наклонных пучков заштрихован). В рассмотренном случае виньетирование щели устраняется с помощью
Рис. 36. Равномерное освещение щели с помощью рассеивающего экрана:
/ — источник света; 2 — коидеии сорнай Лйдэа; 3 —диафрагму 4 — диффузный отражатель; 6 — щель; 6 — объектив коллиматора
Рис. 37. Равномерное освещение щели светом, излучаемым определенным участком источника:
J -*¦ источник света; 2 — диффузный мражателъ; 3 — щель; 4 — объектив коллиматора
— щель; 4 —
63
II Г:':: ;i 'I II I||M!M:II:II IMIiniHillllNNl'^MI'll il I! i;!4;l II1! I! |l!' Г:!'I || |!!! |N:!l II !| l|l!:l|i||ni|ilh|l:l|!l|||l| l: |! I ; j I'!i! ! 'j |!I' p; ;!|:!:! ! ;i11 i-1:: ¦ : ! n ; ;:'!:!"i.'H:: 'j!: j! !'1!!!!' j!1!!!
диафрагмы 2 (рис. 39,6); размер диафрагмы выбирают из условия, чтобы все наклонные пучки проходили через диспергирующий элемент. В этом случае действующий участок объектива коллиматора 3 одинаков для лучей, идущих от всех точек входной щели 1. При освещении щели конденсором изображение источника 1 (рис: 39, в) может не совпадать с плоскостью щели 2, и при малых размерах изображения освещенность в фокальной плоскости тива будет неравномерной даже при равномерной освещенности щели по высоте. Виньетирование источника устраняется применением антивиньетирующей линзы 2 (рис. 39, г), отображающей увеличенное изображение источника 1 на объективе коллиматора 4. ......
V . 'i'l'1 ''.Г ¦: 1 1 ' Jj.ii I'1" , ' ' I ' ' | | ' ' ! '¦
5. ОСОБЕННОСТИ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
СПЕКТРОФОТОМЕТРОВ
Большинство осветительных систем спектрофотометров построено по схеме, содержащей две ветви, в одну из которых устанавливается кювета с исследуемым образцом, в другую — с эталоном. С яомощью зеркального модулятора излучение попеременно направляется в оптическую систему через кюветы с исследуемым и эталонным образ-
Рис. 42. Осветительная система спектрофотометра, направляющая излучение от соседних участков поверхности источника:
1 — источник света; 2, 3 — кюветы: 4 — компенсационный клин; 5 — модулятор;
6 — щель
цами. При этом должны выполняться следующие условия [14]: 1) в каждую из ветвей осветительной системы должны поступать одинаковые световые потоки; 2) ослабление световых потоков при прохождении обеих ветвей должно быть строго одинаковым; 3) кюветы должны быть установлены в световые пучки с одинаковой геометрической структурой.
Различие в ослаблениях световых потоков в ветвях может быть устранено установкой в одной из ветвей компенсационного клина или, как это показано на рис. 40, поочередным направлением через обе кюветы 2 и 3 одного и того же пучка света от источника 1 с помощью двух модуляторов 4 и 5.
Для источников с равномерным распределением яркости по их поверхности излучение от противоположных сторон источника 1 направляется через кюветы 3 и 5 на зеркальный модулятор 4, который попеременно посылает свет по одному из направлений (рис. 41). Для компенсации возможного неравенства ослаблений световых потоков в одну из ветвей введен клин 2. В некоторых схемах излучение от соседних участков поверхности источника направляется по обоим каналам (рис. 42).
Наряду с двухлучевыми осветителями в спектрофотометрах применяются и однолучевые устройства. При исследовании спектров испускания в однолучевых нерегистрирующих спектрофотометрах используется метод отсчета по точкам. Для его реализации необходимо сравнивать интенсивность излучения исследуемого источника с интенсивностью эталонного источника. Для исключения взаимной перестановки источников, а следовательно, и ошибок, связанных с изменением их центровки, применяется схема, показанная на рис. 43. Здесь излучение источников 1 и 6 попеременно направляется на щель спектрофотометра с помощью зеркала <3, которое может занимать два положения. При таком способе ориентации сравниваемых потоков в монохроматор будут также исключены ошибки измерений, связанные с отражением от зеркала.
В спектрофотометрах для анализа спектров комбинационного рассеяния, характеризующихся малой интенсивностью рассеянного света, важно максимально использовать энергию исследуемого излу-
Рис. 48. Осветительная система
одиолученого спектрофотрметра:
1,6 — источиики света; 2, 5 —конденсоры; 3 — зеркало; 4 — щель
1 1
<8>-----------8
¦41*—
3 Скоков И. В.
65
1 'Щ\ 1 ii:iiiiii
Рис. 44. Освещение кюветы в спектрофотометрах при анализе спектров комбинационного рассеяния
чения. Для этой цели необходимо, чтобы конденсор 2 (рис. 44, а) проецировал переднюю стенку кюветы 1 в плоскость входного зрачка 4 (оправа коллиматорного объектива), а заднюю —в плоскость щели 3. При такой установке свет от стенок кюветы не попадает в монохроматор.
Основные геометрические размеры осветительной системы выбирают с помощью приведенных ниже формул:
h
/к
I
Об
D об
п\
^1^об — d%h
DK
/к
/об
и Фоб 4- d%) ^ ?>0б (А -f* rfj)
......^ -
«2 G1
где /1 —высота щели; йх и d2 — диаметры соответственно задней и передней стенок кюветы; I —длина рабочей части кюветы; /н и Z)K — фокусное расстояние и диаметр конденсора; и Do6 —фокусное расстояние и диаметр объектива коллиматора; п —показатель преломления вещества в кювете; х — расстояние от передней стенки кюветы до конденсора; у — расстояние от конденсорной линзы до щели.
