Лекция 12. Спектральные приборы

Спектрограф – прибор для регистрации спектра излучения. В общем случае спектрограф содержит входную щель, объектив, элемент, обладающий угловой дисперсией (призма или решетка), выходной объектив и систему регистрации спектра. На первых этапах спектры фотографировали на фотопластинку. Затем длины волн спектральных линий измеряли и сравнивали с помощью специальных приборов – микрофотометров.

В современных спектрографах анализируемый свет направляют в прибор с помощью волоконного световода. Спектр регистрируют полупроводниковой линейкой фотоприемников, таблицу измеренных значений (интенсивность – номер фотоприемника в линейке) записывают в память компьютера и обрабатывают на компьютере. Такой спектрограф имеет размеры книги.

Рис. 12.1.Схема призменного спектрографа.

Рис. 12.2. Спектральные линии атомарного водорода.

Угловой размер главного максимума решетки определяет разрешающую способность дифракционной решетки

R = l/dl = k(N –1) = kN,

где N - общее число штрихов решетки, k – порядок дифракции.

Таким образом, разрешающая способность спектральных приборов на основе дифракционных решеток может достигать 10⁶. Это означает, что с помощью таких приборов возможна регистрация спектров, содержащих сотни тысяч спектральных линий и измерение длин волн этих линий с относительной погрешностью 10^-6.

Измерения спектров поглощения и испускания света веществом составляют основу современной квантовой физики, а также имеют многочисленные практические применения. Наука о спектрах столь обширна, что ее подразделяют на ядерную, рентгеновскую, атомную и инфракрасную спектроскопию.

Рис. 12.3. Распределение интенсивности при дифракции двух близко расположенных спектральных линий. Линии еще разрешаются (критерий Релея).

В соответствии с критерием Релея линии разрешаются, если дифракционной максимум одной из линий совпадает с первым минимумом второй.

Монохроматор – прибор для выделения из белого света спектральной линии. Монохроматор – это спектрограф, на выходе которого вместо системы регистрации установлена выходная спектральная щель.

Дата добавления: 2014-01-13