Спектрофотометри

Спектрофотометри - це спеціалізовані фотометри, призначені для детального дослідження спектральних характеристик матеріалів і джерел світла. З їх допомогою можна визначити розподіл енергії випромінювання по монохроматичних коливаннях з даними довжинами хвиль (спектральну щільність, колір випромінювання), а також спектральні характеристики пропускання або віддзеркалення світла матеріалами. На відміну від фотометрів і денситометрів, де ділянка довжин хвиль видимих випромінювань від 380 до 760 нм розбивається за допомогою фільтрів на декілька смуг (не більше шести), в спектрофотометрах вдається виділити сотні і тисячі таких смуг. Для виділення вузьких ділянок спектру служать монохроматори. Монохроматор містить призму або дифракційні гратки, розкладаючі випромінювання на спектральні складові з просторовим їх розподілом. За допомогою щілинної діафрагми вдається виділити ці складові.

Таким чином, спектрофотометр складається з двох основних частин - монохроматора і фотометра. До складу спектрофотометра може входити два монохроматора, які вмикаються послідовно, що підвищує якість спектрального аналізу. Спектрофотометри - це складні високоточні прилади з пристроями індикації і реєстрації результатів.

Оптична схема спектрофотометра СФ-26 (довжини хвиль від 186 до 1100 нм.). З метою скорочення розмірів приладу багато елементів оптичної схеми вико-ристовуються двічі, наприклад, для передачі світла в протилежних напрямах. Промені світла від джерела 3 збираються сферичним дзеркалом 4 і прямують на напівпрозоре дзеркало 7, лінзу 6 і вхідну щілину 5, де формується промінь. Далі від сферичного дзеркала 1 промінь прямує на кварцеву дисперсійну призму 2. Відбившись від дзеркальної задньої грані призми, промінь проходить її знову, збільшуючи дисперсію. Промені, що розходяться за рахунок дисперсії, відбиваються від дзеркала 1, проходять щілину 5, лінзу 6, напівпрозоре дзеркало 7, зразок 8 і поворотним дзеркалом 9 прямують на фотоелементи 10 або 11, які сприймають світло в різних діапазонах. Електронна частина приладу така ж, як у фотометрі. Індикатором служить магнітоелектричний прилад.

В иділення ділянки спектру проводиться поворотом призми 2. При цьому промені переміщаються щодо щілини 5 і через неї проходять промені необхідної довжини хвилі.

С пектрофотометр СФ-18 працює в діапазоні =400-750 нм, містить два монохроматора на основі скляних дисперсійних призм 3 і 5. Вибір ділянки спектру проводиться переміщенням щілини 4 при нерухомих призмах. Діафрагма 2 служить для формування променю від джерела 1, а 6 - для розділення променів. Після діафрагми 6 промінь ділиться поляризаційною призмою 7 на два, один з яких проходить вимірювальний 8, а інший контрольний 9 зразків. Модулятор 10 з частотою 50 Гц перекриває промені, які подаються по черзі у фотометричну кулю 11, а звідти на фотоелемент 12. Після виділення змінної складової, випрямлений і підсилений сигнал з блоку 13 подається на двигун керування 14 призмою 7 і елементом реєстратора 15. Шляхом регулювання рівнів контрольного і вимірювального променів по колу зворотного зв’язку (за допомогою призми 7) добиваються їх рівності. Кут повороту валу двигуна 14 відображає відмінність коефіцієнтів пропускання зразків. Одночасно з переміщенням щілини 4 проводиться пересування елементу реєстратора по осі довжин хвиль за допомогою двигуна 16, тим самим забезпечується розгортка .