Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
Глава XVI. ОПТИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯИзмерение спектров источников электромагнитного излучения составляет основную задачу спектроскопии. Такие измерения в каждом из диапазонов шкалы электромагнитных волн имеют свои особенности, находящие отражения прежде всего в методах спектрального анализа. В данной главе будут рассмотрены методы спектроскопии в оптическом диапазоне. § 104. СПЕКТРАЛЬНОЕ РАЗРЕШЕНИЕВажнейшей характеристикой спектрального прибора является спектральная разрешающая способность, или, кратко, спектральное разрешение, т. е. способность различить в спектре исследуемого источника линии, соответствующие двум близким частотам (длинам
Грубый критерий спектрального разрешения можно выразить через видность дифракционной картины спектра
Так же как и линейное разрешение оптического прибора, спектральное разрешение может быть в принципе неограниченно увеличено (см. § 103) за счет специальной обработки дифракционной картины спектра. Рассмотрим дифракционную решетку, освещаемую источником, спектр которого содержит две близкие линии
Распределение интенсивности на этом участке дифракционной картины (рис. XVI.1) описывается суммой двух функций вида (100.4), в одной из которых к заменено на к
Такое же выражение следует из так называемого критерия Рэлея, согласно которому две линии могут быть разрешены, если максимум одной из них совпадает с минимумом другой (см. задачу 1). Задача 1. Пользуясь критерием Рэлея, найти спектральное разрешение дифракционной решетки. Критерий Рэлея будет выполняться, если при переходе от Я к
Отсюда
Рис. XVI.1. Распределение интенсивности спектральной картины при разрешении двух близких линий.
Рис. XVI.2. Схема призменного спектрографа. Другим широко распространенным спектральным прибором является призменный спектрограф. Способность прозрачных тел при определенных условиях разлагать белый свет в спектр известна с незапамятных времен. Во всяком случае, Декарт упоминает об этом явлении в своем «Трактате о свете», а Ньютон подробно его исследовал и описал в «Оптике». Тем не менее призменный спектрограф до сих пор «верой и правдой» служит человеку. В основе работы прибора лежит явление дисперсии показателя преломления оптически прозрачной среды
Здесь а — угол при вершине призмы. Схема призменного спектрографа приведена на рис. XVI.2. «Точечный» источник 50, помещенный в фокусе линзы, освещает призму плоским волновым потоком, который в соответствии с (104.5) разлагается призмой на монохроматические составляющие — каждая из них отклоняется на «свой» угол Спектральное разрешение призменного спектрографа определяется дифракцией света на апертуре. Если свет источника
где
Поскольку размер основания призмы
Рис. XV 1.3. Ход лучей в призме (симметричная геометрия). Призменные спектрографы применяются в видимом и ближних ультрафиолетовом и инфракрасном участках оптического диапазона. В спектрографах, предназначенных для работы в видимом свете, используются специальные оптические стекла: крон, флинт и их различные модификации. Максимальная дисперсия достигается в оптическом стекле Спектральное разрешение призменного спектрографа (104.7) ограничено дисперсией стекла и размером основания призмы Попутно отметим, что явление дисперсии приводит к так называемой хроматической аберрации объектива — зависимости фокусного расстояния от длины волны света. Задача 2. Оценить хроматическую аберрацию тонкой линзы. Используя выражение для фокусного расстояния тонкой линзы, найдем — значения показателя преломления для
|
1 |
Оглавление
|