Что такое диспергирующий элемент
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Диспергирующий элемент
Диспергирующий элемент разлагает излучение в спектр. Это наиболее важная часть спектрального прибора, в значительной степени определяющая его аналитические возможности и основные характеристики: линейную дисперсию и разрешающую способность. [1]
Диспергирующий элемент в спектральном приборе служит для выделения из широкого спектра излучений узких монохроматических участков. В инфракрасных спектральных приборах в качестве диспергирующих элементов используются призмы, изготовленные из материалов, прозрачных в ИК-области спектра, и дифракционные решетки. [2]
Диспергирующий элемент в расходящемся пучке лучей дает мнимые монохроматические изображения находящейся перед ним щели; объектив преобразует их в действительные изображения, образующие спектр. [3]
Диспергирующий элемент разлагает излучение в спектр. Это наиболее важная часть спектрального прибора, в значительной степени определяющая его аналитические возможности. В качестве диспергирующего элемента используют призмы, дифракционные решетки и интерференционные устройства. Наибольшее распространение в аналитической практике получили призменные спектральные приборы, хотя в последние годы резко возрос выпуск приборов с дифракционной решеткой. [4]
Диспергирующий элемент изготовляют из испытуемого материала. [5]
Диспергирующий элемент ( призма или дифракционная решетка) разлагает проходящий через него свет на отдельные компоненты в зависимости от их длин волн. В фокальную плоскость линзы или вогнутого зеркала проецируются одноцветные изображения щели для всех полученных цветов. Эти спектральные линии фотографируют и получают, таким образом, спектр исследуемой пробы. [7]
Диспергирующим элементом в нем служит кварцевая призма. [10]
Диспергирующим элементом в дифракционных спектральных приборах служит дифракционная решетка. Она представляет собой оптическую поверхность из металла или прозрачного материала, на которую тем пли иным методом нанесены штрихи, определенным образом разбивающие фронт падающей световой волны на когерентные пучки и изменяющие их амплитуду или фазу. Интерференция этих когерентных пучков света определяет результирующее распределение энергии излучения в пространстве и спектроскопические характеристики решетки. [12]
Диспергирующим элементом служит реплика отражательной решетки в установке Игля. Лампа накаливания низкого напряжения с толстой нитью питается от трансформатора постоянного напряжения. Детектором является фотоэлемент с запирающим слоем, соединенный непосредственно с чувствительным гальванометром. [14]
Что такое диспергирующий элемент? Принцип работы призмы.
Что такое диспергирующий элемент? Принцип работы призмы.
Дисперсия – это результат разложения света сложного состава.
Основным элементом спектрального прибора, позволяющим разлагать излучение какого-либо источника в спектр, является диспергирующий элемент
Диспергирующий элемент определяет основные характеристики спектрального прибора – угловую и линейную дисперсию.
Угловая дисперсия – основная характеристика спектрального прибора, которая определяется как отношение изменения угла отклонения dφ к изменению длины волны dλ диспергируемого излучения.
Линейная дисперсия – другая важная характеристика спектрального прибора, которая равна отношению изменения линейного расстояния dl между спектральными линиями в плоскости камерного объектива к изменению длины волны dλ.
Принцип работы спектральной призмы.
 |
Дисперсия света в призме осуществляется благодаря тому, что показатель преломления вещества призмы зависит от длины волны. На рис. через призму проходит световой пучок, состоящий из двух длин волн λ1 и λ2. Если λ1
Чем меньше длина волны, тем угол отклонения больше.
Фиолетовые лучи, например, отклоняются призмой сильнее, чем красные.
Природа и свойства света.
Природа света
Свет обладает как корпускулярными, так и волновыми свойствами
Корпускулярные свойства – это способность света отражаться от поверхности падения луча и преломляться, проходя через поверхность раздела двух сред. Наиболее ярко проявляются корпускулярные свойства света в явлении фотоэффекта. Фотоэффектом называется явление, состоящее в том, что поверхность металла, освещаемая лучистой энергией, испускает электроны.
Волновые свойства света
Волна – колебательное движение, возникающее в каком-нибудь месте пространства. Простейшим видом волны является синусоидальная волна. В случае электромагнитной волны – это смена напряжённости электромагнитного поля, которая характеризуется фазами максимума и минимума.
Длина волны – это расстояние между точками с одинаковыми фазами, обозначается буквой λ (лямбда).
Период колебаний – время в течение, которого волна перемещается на расстоянии λ (длины волны), обозначается Т.
Частота – число колебаний в секунду, обозначается буквой ν.
Волновые свойства света наиболее ярко проявляются в явлениях интерференции и дифракции.
Все явления, в которых наблюдается отклонение от закона прямолинейного распространения света, т.е. проникновение света в область тени, получили названиедифракции света.
Интерференция света – явление в процессе, которого, при наложении двух и более лучей с одинаковой длиной волны встретившихся в какой-либо точке пространства, происходит усиление светового сигнала
Фотоумножитель.
В эвакуированной трубке помещено несколько электродов, поверхность которых покрыта церием. Между каждой парой электродов, называемых динодами приложена разность потенциалов, причём потенциал каждого последующего электрода выше предыдущего.
С поверхности первого катода под действием светового потока, падающего на него, испускаются электроны, которые падают на второй катод и выбивают с его поверхности вторичные электроны; при этом каждый первичный электрон, попадая на второй электрод выбивает из него несколько вторичных электронов. В результате этого от второго электрода к третьему будет направлен более интенсивный поток электронов, который выбьет из третьего электрода ещё больше электронов и т.д. Каждая пара электродов называется каскадом усилителя. Коэффициент усиления фотоэлектронного умножителя зависит, таким образом, от числа каскадов усилителя.
Фотоэлектронные умножители позволяют получить токи в 10 5 раз больше, чем фотоэлементы. Однако большие токи разрушают катоды фотоумножителя; поэтому этот прибор можно применять только при регистрации слабых световых потоков.
Что такое диспергирующий элемент? Принцип работы призмы.
Дисперсия – это результат разложения света сложного состава.
Основным элементом спектрального прибора, позволяющим разлагать излучение какого-либо источника в спектр, является диспергирующий элемент
Диспергирующий элемент определяет основные характеристики спектрального прибора – угловую и линейную дисперсию.
Угловая дисперсия – основная характеристика спектрального прибора, которая определяется как отношение изменения угла отклонения dφ к изменению длины волны dλ диспергируемого излучения.
Линейная дисперсия – другая важная характеристика спектрального прибора, которая равна отношению изменения линейного расстояния dl между спектральными линиями в плоскости камерного объектива к изменению длины волны dλ.
Принцип работы спектральной призмы.
| |
Дисперсия света в призме осуществляется благодаря тому, что показатель преломления вещества призмы зависит от длины волны. На рис. через призму проходит световой пучок, состоящий из двух длин волн λ1 и λ2. Если λ1
Последнее изменение этой страницы: 2019-06-20; Просмотров: 157; Нарушение авторского права страницы
Диспергирующий элемент
Диспергирующий элемент
На практике часто используется инверсия линейной дисперсии D = l / Z) /. Людмила Фирмаль
Обычно в диапазоне 0,1-10,0 нм / мм. Разрешение спектрального прибора называется способностью получать изображения двух спектральных линий в непосредственной близости Длина волны. Количественной характеристикой разрешения устройства является отношение R
Интервал, на котором 2-линии наблюдаются отдельно, а X = _2 ± 2 ± средняя длина волны. Для традиционных инструментов спектра разрешение составляет от 5000 до 50000. В качестве дисперсионных элементов используются призмы, дифракционные решетки и интерференционные устройства.
По этой причине стеклянные призмы обычно используются в видимой и ближней инфракрасной областях спектра, а кварцевые призмы используются для изучения ультрафиолетовой области спектра. Дифракционные решетки в качестве дисперсионных элементов имеют значительные преимущества. Дисперсия света в дифракционной решетке не зависит от длины волны, а разрешение решетки намного выше, чем у призмы.
Спектральный диапазон, доступный для исследования, очень широк (200-1000 нм). Людмила Фирмаль
Образовательный сайт для студентов и школьников
Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.
© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института
диспергирующий элемент
диспергирующий элемент
Оптический элемент оптического спектрального прибора, осуществляющий пространственное разделение потоков излучения разных длин волн.
[ГОСТ 27176-86]
Тематики
Смотреть что такое «диспергирующий элемент» в других словарях:
кристалл-дифракционный диспергирующий элемент — КДДЭ Кристалл для разложения в спектр, выделения заданного спектрального интервала, а также фокусировки рентгеновского излучения. [ГОСТ 16865 79] Тематики рентгеноструктурный и рентгеноспектральный анализ Синонимы КДДЭ … Справочник технического переводчика
Кристалл-дифракционный диспергирующий элемент — 26. Кристалл дифракционный диспергирующий элемент кддэ Кристалл для разложения в спектр, выделения заданного спектрального интервала, а также фокусировки рентгеновского излучения Источник: ГОСТ 16865 79: Аппаратура для рентгеноструктурного и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Элемент диспергирующий кристалл-дифракционный — 26 Источник: ГОСТ 16865 79: Аппаратура для рентгеноструктурного и рентгеноспектрального анализов. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
элемент — 02.01.14 элемент (знак символа или символ) [element ]: Отдельный штрих или пробел в символе штрихового кода либо одиночная многоугольная или круглая ячейка в матричном символе, формирующие знак символа в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 16865-79: Аппаратура для рентгеноструктурного и рентгеноспектрального анализов. Термины и определения — Терминология ГОСТ 16865 79: Аппаратура для рентгеноструктурного и рентгеноспектрального анализов. Термины и определения оригинал документа: 6. Абсорбционный рентгеновский спектрометр Определения термина из разных документов: Абсорбционный… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
СПЕКТРАЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ — приборы для исследования в оптич. диапазоне (10 3 103 мкм; (см. СПЕКТРЫ ОПТИЧЕСКИЕ)) спектр. состава эл. магн. излучений по длинам волн, нахождения спектр. хар к излучателей и объектов, взаимодействовавших с излучением, а также для спектрального… … Физическая энциклопедия
Бесщелевой спектрограф — Астроспектрограф, устанавливаемый на больших телескопах и предназначаемый для получения спектров слабых небесных светил: звёзд, комет, планетарных туманностей и т.п. В отличие от обычных Спектрографов, в Б. с. источником света служит не… … Большая советская энциклопедия
Спектральные приборы — приборы для исследования спектрального состава по длинам волн электромагнитных излучений в оптическом диапазоне (10 3 103 мкм; см. Спектры оптические), нахождения спектральных характеристик излучателей и объектов, взаимодействовавших с… … Большая советская энциклопедия
СПЕКТРОСКОПИЯ — раздел физики, посвященный изучению спектров электромагнитного излучения. Здесь мы рассмотрим оптическую спектроскопию часто называют просто спектроскопией. Свет это электромагнитное излучение с длиной волны l от 10 3 до 10 8 м. Этот диапазон… … Энциклопедия Кольера
МОНОХРОМАТИЧЕСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ — (от греч. monos один, единый и chroma цвет), электромагнитное излучение одной определённой и строго постоянной частоты. Происхождение термина «М. и.» связано с тем, что различие в частоте световых волн воспринимается человеком как различие в… … Физическая энциклопедия
Диспергирование оптического излучения
Излучение, испускаемое источником возбуждения спектров, несет в себе
информацию об элементном составе анализируемого образца. Однако из-
влечь эту информацию можно только после развертывания (диспергирова-
ния) спектра или выделения узкого спектрального диапазона, соответствующего аналитической линии определяемого элемента. В методах атомной оптической спектроскопии для решения этих задач используются светофильтры, монохроматоры и полихроматоры.
Светофильтры (оптические фильтры) – наиболее доступные устройства
для выделения некоторого заданного участка спектра широкополосного оптического излучения. Наиболее распространенными являются абсорбционные и интерференционные светофильтры. Абсорбционные фильтры (окрашенные стѐкла, плѐнки) изготовляются из компонент, полосы селективного поглощения которых, накладываясь, перекрывают достаточно широкий спектральный диапазон, оставляя свободным некоторый заданный участок спектра, который и образует полосу пропускания данного устройства. Абсорбционные светофильтры обычно имеют спектральные ширины полос пропускания в пределах от 30 до 50 нм, поэтому их разрешающая способность невелика. Принцип действия светофильтров другого типа основан на явлении интерференции.
На рис. 13 показано поперечное сечение интерференционного светофильтра. Для его изготовления на прозрачную пластинку наносят полупрозрачную пленку из отражающего металла, например, из серебра. Пленку покрывают очень тонким слоем прозрачного материала, например, фторида магния, а затем – снова пленкой серебра. Каждая серебряная пленка отражает примерно половину падающего на нее излучения и пропускает остальной его поток. Часть падающего потока повторно отражается слоями серебра, но при каждом отражении некоторое количество излучения выходит наружу. Те выходящие лучи, для которых расстояние между серебряными пленками кратно половине длины волны (kλ/2, где λ – длина волны, k=1, 2, 3. ), усиливаются. Потоки излучения других длин волн интерферируют в слое MgF2, поэтому их энергия практически не выходит наружу. Тонкие слои в интерференционных светофильтрах, выпускаемых промышленностью, защищены еще одной прозрачной пластинкой.
Выделяемая интерфернционными светофильтрами полоса длин волн значительно уже, а максимальное пропускание гораздо больше, чем у стеклянных светофильтров. Интерференционные светофильтры пропускают потоки излучения многих порядков (в соответствии со значениями k). Излучение нежелательных порядков можно отсечь при помощи подходящего поглощающего слоя. Длины волн второго и более высоких порядков видимого излучения находятся в УФ-области, поэтому их легко устранить при помощи стеклянных пластинок.
Интерференционные светофильтры используются для выделения аналитического сигнала в методе эмиссионной фотометрии пламени. Недостаток светофильтров заключается в отсутствии возможности перестройки по длинам волн. Поэтому в приборах для спектрального анализа используются более сложные устройства – монохроматоры и полихроматоры.
Монохроматор – это спектральный прибор для выделения узких участков
спектра оптического излучения. Монохроматор состоит (рис. 14) из входной щели 1, освещаемой источником излучения, коллиматора 2, диспергирующего элемента 3, фокусирующего объектива 4 и выходной щели 5. Диспергирующий элемент пространственно разделяет лучи разных длин волн l, направляя их под разными углами υ, и в фокальной плоскости объектива 4 образуется спектр – совокупность изображений входной щели в лучах всех длин волн, испускаемых источником. Нужный участок спектра совмещают с выходной щелью поворотом диспергирующего элемента; изменяя ширину щели 5, изменяют спектральную ширину dl выделенного участка.
Диспергирующими элементами монохроматора служат дисперсионные призмы и дифракционные решетки. Их угловая дисперсия D = ∆φ/∆λ вместе с фокусным расстоянием f объектива 4 определяют линейную дисперсию ∆l/∆f = Df(∆φ — угловая разность направлений лучей, длины волн которых отличаются на ∆λ; ∆l – расстояние в плоскости выходной щели, разделяющее эти лучи).
До недавнего времени призмы были дешевле решеток в изготовлении, они
обладают большой дисперсией в УФ-области. Однако их дисперсия существенно уменьшается с ростом λ, и для разных областей спектра нужны призмы из разных материалов. Решетки свободны от этих недостатков, имеют постоянную высокую дисперсию во всем оптическом диапазоне и при заданном пределе разрешения позволяют построить монохроматор с существенно большим выходящим световым потоком, чем призменный монохроматор. Основными характеристиками монохроматора являются: предел разрешения dl, т. е. наименьшая разность длин волн, еще различимая в выходном излучении монохроматора, либо его разрешающая способность R, определяемая, как и для любого другого спектрального прибора, отношением λ/dλ.
Объективы монохроматоров (коллиматорный и фокусирующий) могут
быть линзовыми или зеркальными. Зеркальные объективы пригодны в более широком спектральном диапазоне, чем линзовые, и, в отличие от последних, не требуют перефокусировки при переходе от одного выделяемого участка спектра к другому, что особенно удобно для ИК- и УФ-областей спектра.
Из большого количества существующих оптических схем благодаря небольшим габаритам при хороших спектральных характеристиках широкое распространение получили монохроматоры с дифракционной решеткой, изготовленные по схеме Черни – Тернера (рис. 16). Преимущество этой схемы перед монохроматором Эберта заключается в том, что отпадает необходимость в большом вогнутом зеркале 2 (рис. 15), которое заменяется на два зеркала меньшего размера.
Полихроматор позволяет проводить одновременное наблюдение многих или даже всех участков спектра, в то время как монохроматоры служат для выделения отдельных узких участков спектра для измерения, а сканирование спектра производится путем поворота диспергирующего элемента или специального зеркала и занимает определенное время.
Полихроматоры бывают двух типов. Первый – это простой монохроматор
с несколькими выходными щелями. Выбор нужных длин волн осуществляется изменением положения щелей в плоскости проецирования спектра. Такой тип полихроматоров используется в приборах, которые называются квантометрами. В квантометре у каждой выходной щели помещают детектор излучения, поэтому можно регистрировать отдельно и одновременно каждый выделенный участок спектра.
Полихроматор, называемый спектрометром, является не чем иным, как монохроматором с несколькими выходными щелями. Практически полихроматор (дословно: устройство, дающее много цветов) представляет собой монохроматор, имеющий входную щель, фокусирующую оптику и диспергирующее устройство.
Ко второму типу полихроматоров относится спектрограф. В спектрографе
отсутствует выходная щель, а вместо этого используется детектор сплошного излучения, такой, как фотографическая пластинка, расположенная вфокальной плоскости. Схема спектрографа изображена на рис. 17. В отличие от спектрометра спектрограф дает непрерывную регистрацию всех участков спектра и поэтому собирает большую информацию за данный промежуток времени. Фактически спектрограф представляет собой спектрометр, обладающий бесконечным числом выходных щелей и детекторов. Однако в спектрографе применяется особый тип детектора, такой, как фотографическая эмульсия, которая способна регистрировать сплошной спектр.
Значительное распространение в спектрометрах получили полихроматоры, в которых используются вогнутые дифракционные решетки. У вогнутых
решеток штрихи нанесены на вогнутую (обычно сферическую) зеркальную поверхность. Такие решетки выполняют роль как диспергирующей, так и фокусирующей системы, т. е. в отличие от плоских решеток не требуют применения входного и выходного коллиматорных объективов или зеркал. При этом источник света (входная щель) и спектр оказываются расположенными на окружности, диаметр которой равен радиусу кривизны сферической поверхности дифракционной решетки (рис. 18). Этот круг называется кругом Роуланда. В случае вогнутой дифракционной решетки из щели на решетку падает расходящийся пучок света, а после дифракции на штрихах и интерференции когерентных пучков образуются результирующие световые волны, сходящиеся на круге Роуланда, где и располагаются интерференционные максимумы, т. е. спектр.