Наблюдение и регистрация спектроскопических сигналов

 

Спектральные сигналы наблюдают и регистрируют (записывают, фотографируют, измеряют и т.п.) с помощью спектральных приборов. Сигналы, возникающие при поглощении или испускании видимого света можно наблюдать визуально (прибором служит глаз), например, желтый цвет, испускаемый возбужденными атомами натрия в пламени, или свечение солей урана после облучения их УФ светом. Визуальные способы наблюдения сигнала имеют ограниченное применение, их используют для обнаружения некоторых элементов и их полуколичественного определения в полевых условиях. Для наблюдения всего диапазона электромагнитного излучения эти способы непригодны.

Спектральные приборы многообразны, однако все они имеют несколько общих узлов: источник излучения, устройство для выделения пучка фотонов с одинаковой частотой, отделение для установки исследуемого образца, приемник излучения (детектор), преобразователь сигнала. Кроме того, каждый спектральный прибор снабжен линзами (фокусирующими, коллимирующими), зеркалами, щелями и другими оптическими деталями; многие приборы включают электронные устройства и компьютеры.

Спектрофотометрическое определение заключается в оценке различий в интенсивности двух потоков излучения: падающего I₀ на испытуемый объем и прошедшего I_l через этот объем.

Схемы однолучевых и двухлучевых приборов различаются только способом оценки соотношений I₀ : I_l. При измерениях на однолучевых приборах на пути потока излучения поочередно устанавливают “нулевой” образец и детектор фиксирует соответствующую интенсивность излучения I₀. Затем на пути потока излучения устанавливают испытуемый образец и детектор показывает изменения в интенсивности потока излучения. При измерениях на двухлучевых приборах два одинаковых по интенсивности потока излучения одновременно проходят “нулевой” и испытуемый образцы и на детектор попадает уже суммированный (при помощи соответствующего интегрирующего устройства) поток излучений.

Спектральные приборы подразделяются:

-по спектральному диапазону на приборы инфракрасной (10 - 13 000 см^-1); видимой (13 000 – 25 000 см^-1); ультрафиолетовой (25 000 – 50 000 см^-1) и вакуумной ультрафиолетовой (50 000 – 100 000 см^-1) областей спектра;

-по принципу диспергировония на приборы призменные, дифракционные и интерференционные;

-по способу регистрации спектра на приборы: визуальные (спектроскопы), фотографические (спектрографы) и фотоэлектрические (спектрометры, фотоэлектроколориметры, спектрофотометры). Спектрометрами обычно называют однолучевые приборы, измеряющие спектральное распределение интенсивности светового потока. Спектрофотометры, в отличии от спектрометров, снабжены фотометрическим устройством, позволяющим определять разность или отношение двух лучистых потоков, проходящих через объект исследования и эталон.