1.1.2 Источники света

Применение того или иного источника возбуждения спектра (или, как его часто называют, источника света) определяется кон­кретными целями работы и возможностями источника образовы­вать интересующий нас спектр. Источники света в эмиссионном спектральном анализе, как правило, одновременно выполняют две функции: переводят вещество пробы в парообразное состояние и возбуждают спектры излучения этих паров. Наибольшее распрост­ранение для аналитических целей получили следующие источники света.

Высокотемпературное пламя, получаемое при сжигании горю­чих газов. Анализируемое вещество вносится в пламя горелки с помощью специальных распылителей. Температура пламени за­висит от состава горючей смеси и может варьироваться в преде­лах 1700—3000° С. Пламена применяются при качественном и ко­личественном анализах веществ со сравнительно низкими темпе­ратурами испарения, имеющими в спектре линии с небольшими потенциалами возбуждения.

Дуговой разряд между металлическими или угольными элек­тродами. Температура дугового разряда зависит от состава плазмы в разрядном промежутке и обычно со­ставляет 4000—7000 К. В дуге испаряются все известные вещества и возбуждаются спектры преимущественно нейтральных ато­мов (дуговые спектры) большинства химических элементов. Ду­говой разряд применяется при качественном и количественном анализах металлов, сплавов, образцов минерального сырья и т. д. Для питания дугового разряда используются как постоянный, так и переменный токи. В последнем случае применяются генераторы активизированной дуги переменного тока, в которых периодическая ионизация разрядного промежутка и, тем самым, периодиче­ский поджиг дугового разряда осуществляются с помощью вспо­могательной высокочастотной искры (Рис 2).

Конденсированный искровой разряд между металлическими или угольными электродами. Конденсатор совместно с вводимой в разрядную цепь индуктивностью образует колебательный кон­тур. Период колебаний, возбуждаемых в нем, определяется пара­метрами контура и составляет несколько микросекунд. Малое время разря­да определяет большую плотность тока и соответственно большую температуру разряда, которая может достигать 12000 К. При этом возбуждаются спектральные линии практиче­ски всех химических элементов. Для многих из них, в основном для металлов, преимущественно возбуждаются линии ионов (иск­ровые спектры). Стабильный искровой разряд, получаемый с по­мощью специальных генераторов искры, применяется как правило для коли­чественного спектрального анализа.

В спектральном анализе помимо этих основных применяются и другие источники света. К их числу относятся: разрядные труб­ки с полым катодом, плазменные горелки (плазмотроны), пред­ставляющие/ собой генераторы потока плазмы, образующегося при нагревании инертного газа электрической дугой, оптические квантовые генераторы и другие технические устройства.

Рис. 2. Электрическая схема генератора дуги переменного тока: 1 — трансформатор 220/3000 В; 2 — высокочастотный повышающий трансформатор; 3 — вспомогательный разрядный промежуток; 4 — дуговой промежуток; 5 и 6 — реостаты, регулирующие силу тока в цепи трансформатора 1 и в дуговом разряде; 7 и 8 — конденсаторы 9 - амперметр; 10 — кнопка включения