Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Скоков И.В. -> "Оптические спектральные приборы" -> 52

Оптические спектральные приборы - Скоков И.В.

Скоков И.В. Оптические спектральные приборы — М.: Машиностроение, 1984. — 240 c.
Скачать (прямая ссылка): opticheskiespektralniepribori1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 46 47 48 49 50 51 < 52 > 53 54 55 56 57 58 .. 94 >> Следующая

Выражение (100) относится к спектрографам, в которых светочувствительная поверхность фотопленки обычно совмещается с кругом Роуланда. В монохроматорах на выходе расположена щель, и ее плоскость перпендикулярна направлению падающего потока.
В этом случае ?), ~ (m/d) Rf т. е. линейная дисперсия является постоянной для всех точек круга Роуланда.
Реальная разрешающая способность. Эта характеристика определяется в виде
Р __ л- mR2 _ R% (sin a -j- sin р)
^ :" “лГ ~1ЛГ Ш ’
а с учетом геометрических соотношений, вытекающих из рассмотрения рис. 88,
R r' + S'
— с
м
:
где г' = R sin а и S' = jR sin Р — соответственно расстояния от ^
входной щели и от изображения спектральной линии до точки на
круге Роуланда, диаметрально противоположной центру дифрак-1! ционной вогнутой решетки. Для нормального спектра (р — 0)
D sin ос
Г\ р --
А/
г
и
S1
Астигматизм решетки. Одним из главных недостатков вогнутой решетки является астигматизм, который проявляется в том, что изображение точки, расположенной на круге Роуланда, вытягивается в отрезок длиной г, параллельный штрихам решетки. Длина z определяется углами падения а, дифракции Р и длиной штриха решетки I [9]:
z = l (sinatga + sinptgpjcosp. (101)
При р = 0, т. е. вблизи нормали к решетке,
z = sin 06 tg ОС /.
128
Таким образом, астигматизм минимален, если углы падения и ди* фракции близки к нулю (случай нормального спектра).
Астигматизм решетки существенно уменьшает яркость спектральных линий, поэтому важно, чтобы освещалась возможно большая часть щели по высоте. Для получения участка спектральной линии с полной освещенностью необходимо соответствующим образом выбрать высоту входной щели. Она должна быть такой, чтобы средняя часть изображения спектральной линии имела освещенность, соответствующую геометрическим размерам решетки.
За счет астигматизма середины изображений щели будут удалены друг от друга на расстояние
К' h
cos а
Наибольшая освещенность участка изображения щели высотой h будет при выполнении условия h" — z. Следовательно,
Лщт — (sin2 <* + sin р tg р cos а) I.
Астигматизм дифракционной вогнутой решетки может привести к снижению светосилы прибора.
Длина нарезанной части решетки. Допустимая длина нарезанной части решетки ограничивается искажениями изображения спектральной линии. При этом искажения тем больше, чем больше длина решетки. Указанное обстоятельство объясняется тем, что лишь часть решетки находится непосредственно на круге Роулаида. Допустимую длину Lmах определяют по формуле
4 / """ .O'! ....
f __ С) jr> -Щ /
Ьтах-^J/ rsin»a + S8,n,p •
В спектральных приборах для вакуумной УФ области спектра применяют вогнутые стеклянные решетки без покрытий, которые устанавливают по схеме скользящего падения. Поскольку дисперсия растет с увеличением угла падения, то в этих приборах a «=* 90°.
Оптимальная длина нарезанной части решетки связана с радиусом ее кривизны R, углами падения а и дифракции Р соотношением
г о л о -ш/~ ЬЯ3 COS р cos а
опт . ’ V (1—cos a cos Р) (cos a + cos P) ‘
Увеличение длины L приводит к асимметричному искажению
формы спектральной линии.
Угловое и линейное увеличение решетки. В вертикальном направ* лении, т. е. в плоскости, перпендикулярной плоскости дисперсии, решетка действует как вогнутое зеркало и дает изображение с линейным увеличением
Р = —Sir.
Угловое увеличение в плоскости круга Роуланда вогнутой решетки имеет то же выражение, что и угловое увеличение плоской дифракционной решетки, т. е.
-___ dp cos a
^ da cos p
5 Скоков И. В.
129
Рис. 95. Схема установок с вогнутыми дифракционными решетками: ^
1 ¦ вогнутая дифракционная решетка; 2 — входная щель; 3 — фотопленка; 4 ~~ выходная
щель
1 '::ш!
Линейное увеличение Р можно найти из следующих рассуждений. Обозначим через а и а' соответственно ширину входной и выходной 1 щелей. Очевидно, что da = air и d|J = a'IS, С учетом зависимости (81) и (82) получим результат: а — а*. Это означает, что в плоскости;;;;:! круга Роуланда р = 1, т. е. решетка не дает линейного увеличения* .;;
В зависимости от условий [фокусирования спектра различают;:] установки с вогнутыми решетками, размещаемыми; на круге Роу-1 ланда, в параллельных лучах и вне круга Роуланда. г?
Установки на круге Роуланда. Установка Роуланда (рис. 95, аД используется в том случае, когда угол дифракции р — 0, а угол : падения а — переменный. При этом спектр рассматривается по нор- : мали и имеет практически постоянную дисперсию. Установка Роу-3! ланда используется в спектрографах. Постоянство дисперсии в раз-;; личных спектральных диапазонах обеспечивается перемещением;;! решетки и кассеты, жестко связанных между собой.
Установка Абнея представляет собой некоторое видоизменение;;; предыдущей. В ней решетка и кассета остаются неподвижными^; а по кругу Роуланда перемещается входная щель, вращаясь вокругй| оси, проходящей через его центр. ¦Щ
Установка Пашена—Рунее (рис. 95, б) наиболее предпочтительна v при условии, что a — const, а угол (3 — переменный. Щель, решетка и кассета закрепляются неподвижно в произвольном положений нр| круге Роуланда. Обычно а 45°, при этом спектр получается на-vi значительном участке круга Роуланда. Схема используется в спектрографах. 'Н|||
Предыдущая << 1 .. 46 47 48 49 50 51 < 52 > 53 54 55 56 57 58 .. 94 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed