Оптика. Выпуск третий: Спектроскопия. Цой В.И - 26 стр.

UptoLike

Рубрика: 

Спектроскопия 2-24
после преломления во второй линзе пересекутся в точке A’, которая будет
изображением точки А. Так как при падении на вторую линзу лучи 1 и 2 параллельны,
то точка A’ их пересечения лежит в фокальной плоскости. Эту точку легко найти, так
как известно, что луч 2 проходит через передний фокус F
2
второй линзы и поэтому
выходит из нее параллельно оптической оси.
Из рис.5 следует, что высота h’ изображения щели
2
1
'
f
hh kh
f
==, (4)
где hвысота щели, k=f
2
/f
1
увеличение прибора без учета увеличения, даваемого
окуляром, который может использоваться для наблюдения спектральных линий.
Полагая на том же чертеже, что S есть высота щели, а S’ширина спектральной
линии, получим:
2
1
f
f
S
S
=
, т.е.
2
1
f
SS kS
f
==, (4’)
Приемно-регистрирующая часть
. В фокальной плоскости объектива (6)
камеры получается спектр, доступный измерению данным прибором. Если с этой
плоскостью совместить эмульсию фотопластинки и включить источник света, то после
проявления на пластинке появится в виде темных линий сразу весь участок спектра.
Приборы подобного типа именуются спектрографами
.
Можно поступить иначе: на пересечении оптической оси прибора с фокальной
плоскостью объектива установить вторую щель (выходную), параллельную входной.
Выходная щель при соответствующей ширине вырежет из всего спектра только одну
спектральную линию. Такие приборы называют монохроматорами
. С их помощью
также можно изучить весь спектр, но для этого необходимо поворачивать
диспергирующий элемент. Тогда через выходную щель последовательно пройдут все
линии спектра. Если теперь поставить за щелью фотоприемник с усилителем
(например, фотодиод или фотоэлектронный умножитель), а призму вращать
автоматически, то можно записать весь спектр в виде максимумов интенсивности
фотосигнала, расположенных в определенном порядке (рис. 4, б).
В последнее время в качестве фоторегистратора используются специальные
матрицы и линейки фоточувствительных элементов (ПЗСматрицы и ПЗСлинейки;
ПЗСприбор с зарядовой связью) формирующие сигнал в телевизионном формате. В
сочетании со специальной платой ввода изображений и компьютером такие устройства
позволяют получать в цифровом виде информацию о распределении интенсивности в
спектре излучения. Фотоэлектрическая запись спектра имеет то преимущество, что на
графике одновременно регистрируются длины волн, относительные интенсивности и
форма спектральных линий.
В простейшем случае за фокальной плоскостью объектива можно поставить
окуляр зрительной трубы и наблюдать спектр визуально. Приборы такого типа
называются спектроскопами
.
Оптические характеристики спектрального прибора
. К основным
характеристикам спектральных приборов, определяющим их функциональные
возможности, относятся: дисперсия (угловая и линейная), разрешающая способность и
светосила (относительное отверстие).
Угловая дисперсия
D
ϕ
характеризует способность диспергирующего элемента
отклонять излучение различных длин волн на разные углы
d
D
d
ϕ
ϕ
λ
= , (5)