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
7.2.3. Типы спектрометровВ последнее время сконструированы спектрометры для частот, начиная от Были разработаны [176, 224, 225] генераторы напряжения прямоугольной формы, способные обеспечить при такой нагрузке величину двойной амплитуды напряжения до широких линий при давлениях порядка
Рис. 7. 10. Спектрометр миллиметровых волн с модуляцией источника. (См. [197].) Источник сигнала модулируется по частоте медленно изменяющимся пилообразным напряжением, синхронизированным с разверткой осциллографа. Давление газа устанавливается равным Модуляция источника используется во многих [207, 248] типах спектрометров. Она дает преимущество в коротковолновой части миллиметрового диапазона, где энергия имеющихся в нашем распоряжении источников мала. При коротких ячейках с малыми потерями отражения могут быть сделаны достаточно широкими по сравнению с сигналами. На рис. 7.10 показано устройство спектрометра, работающего в диапазоне частот 100—150 ГГц. Синхронизация фазы [455] позволяет создать усилитель с шириной полосы около 1 гц, при этом скорость качания должна оставаться малой. Большее разделение полезного сигнала и случайных отражений достигается с помощью штарковской модуляции. За разработкой первого такого спектрометра [250] последовало изготовление целого ряда других [125, 331, 341, 405, 477]. Хотя применялась и синусоидальная модуляция [207 , 476], однако модуляция напряжением прямоугольной формы дает более чистые спектры. Такая модуляция на звуковых частотах в сочетании с супергетеродинным приемником позволяет [435, 439] подавать на штарковский электрод высокие напряжения. Обычно частота модуляции выбирается равной
Рис. 7. 11. Спектрометр с модуляцией Штарка. Внизу приведены детали конструкции электрода поля Штарка. (См. [336].) Окончательная картина получается на экране осциллографа или, когда требуется большая чувствительность, рисуется с помощью самописца. Интенсивность линий измеряется «немодуляционными» способами [146], хотя последние усовершенствования [567] включают в себя модуляцию источника, штарковскую и пилообразную. Эффект Зеемана в газах исследуется с помощью специальных спектрометров. Для большинства парамагнитных молекул достаточная чувствительность получается [335 ] с помощью штарковской модуляции, при этом небольшое магнитное поле образуется окружающим волновод соленоидом. Зеемановская модуляция при использовании подходящей ячейки является другим возможным способом и имеет практическое значение только для кислорода, который не обладает электрическим дипольным моментом [496, 497]. Высокая чувствительность достигается при применении высокочастотной модуляции [82]. Переходы между зеемановскими компонентами могут наблюдаться при напряженности магнитного поля в несколько тысяч эрстед. На практике применялись сбалансированные мосты [318] и объемные резонаторы [40]. Определение зеемановского расщепления вращательных линий требует больших магнитных полей и чувствительной аппаратуры, при этом обычно используется модуляция источника [97, 237]. Типичный спектрометр [277] показан на рис. 7.12. Для компактности применяют резонатор с колебаниями вида
Рис. 7. 12. Спектрометр для исследования эффекта Зеемана в газах. (См. [277].) В присутствии магнитного поля напряженностью около Для определения знака гиромагнитных моментов необходимо различать между собой Переходы необходима для увеличения чувствительности и должна осуществляться через аксиальный стержневой электрод. Сверхтонкая структура атомных спектров паров щелочноземельных металлов имеет переходы в диапазоне сверхвысоких частот и также обладает значительным эффектом Зеемана. Проводились измерения [407] с парами, заключенными в объемный резонатор, стенки которого были покрыты стеклом или кварцем. Внешняя катушка создает магнитное поле напряженностью в несколько эрстед для зеемановской модуляции. Резонатор [3861 может представлять собой часть стабилизирующей цепи генератора. Модуляция краев линии поглощения приводит к изменению мнимой части магнитной проницаемости, а потому и собственной частоты резонатора. Приемник частотно-модулированных сигналов, подсоединенный к генератору и настроенный на частоту модуляции, будет выделять линию поглощения. В спектрометрах с высокой разрешающей способностью должны использоваться ячейки большого сечения [127, 285] в сочетании с работой при низком газовом давлении и малом уровне мощности, а также отсутствовать высокочастотная модуляция [439 , 484]. Применение балансированного моста и супергетеродинного детектирования, показанного на рис. 7.4, позволило разрешить линии поглощения [192, 193] вплоть до определяемого эффектом Допплера предела Остаточная ширина линии, обусловленная эффектом Допплера, может быть уменьшена отбором для взаимодействия молекул газа только с малым разбросом скоростей. В спектрометре [357] штарковской волны многосеточная структура создает электрическое поле, изменяющееся в направлении распространения поля сверхвысокой частоты с периодом Допплеровское уширение линий может быть уменьшено в десять раз, если собрать молекулы с помощью коллиматорной щели в узкий пучок [294], через который излучение распространяется в поперечном направлении. В одном из таких спектрометров [440, 442] плоская волна от линейной антенной решетки отражалась при прохождении через пучок в обратном направлении и следовала через Т-образное гибридное соединение в приемник. Штарковская модуляция частотой 660 гц осуществлялась с помощью электродов на противоположных сторонах пучка. Техника молекулярных пучков находит широкое применение в миллиметровом диапазоне и при высоких температурах. Например, переход
|
1 |
Оглавление
|