Зависимость интенсивности спектральных линий от температуры газа.

С повышением температуры создаётся более благоприятные условия для возбуждения атомов. По мере увеличения температуры будет увеличиваться также и число ионизированных атомов. Поэтому хотя увеличение температуры улучшает условия возбуждения, интенсивность линии спектра нейтрального атома может и не возрастать.

Кривая зависимости интенсивности резонансных линий спектра нейтрального и ионизированного атома от температуры показывает, что по мере увеличения температуры интенсивность спектральной линии сначала растёт, а потом убывает.

То же самое наблюдается и у линий спектра ионов, т.к. с увеличением температуры возрастает число ионов более высокой степени ионизации.

Для каждой спектральной линии существует температура Т_макс, при которой её интенсивность максимальна.

Таким образом одно только повышение температуры источника света не всегда приводит к повышению интенсивности спектральной линии.

При изменении температуры разряда меняется соотношение концентрации ионов и нейтральных атомов, и, следовательно, соотношение интенсивностей их линий, т.е. меняется характер спектра.

В спектрах искры интенсивность линий ионов возрастает по сравнению интенсивностью линий нейтральных атомов.

В связи с тем, что в искре концентрация ионов больше, чем в дуге, и их спектр соответственно интенсивнее, спектральные линии, излучаемые ионами, принято называть искровыми, а линии, излучаемые нейтральными атомами – дуговыми. Следует однако, подчеркнуть, что в спектрах дуги и искры присутствуют и дуговые, и искровые линии.

Светосила спектрального прибора.

Светосила спектрального аппарата показывает связь между освещённостью щели и освещённостью спектральной линии.

Весь свет, прошедший объектив, за исключением потерянного на отражение и поглощение в оптических деталях, участвует в построении изображения.

Во многих случаях практический интерес представляет собой не общая величина светового потока, а освещённость спектральной линии, т.е. световой поток, проходящий на единицу её площади.

Светосила спектрального прибора в значительной степени определяется геометрическими размерами его элементов, а в случае вогнутой дифракционной решётки - ещё и радиусом кривизны её поверхности.

Реализация в полной мере характеристик спектрального прибора, т.е. дисперсии, разрешающей силы и светосилы, возможна лишь при правильном освещении его входной щели, как правило, с помощью внешних линз или зеркал.

Принцип работы электрической схемы низковольтной искры.

Активизатор C₂

T₁

R₂ d₂

T₂

A

2 20В R₁ C₁ d₁

Рабочая часть схемы представляет собой колебательный контур, питающийся непосредственно

от сети переменного тока напряжением 220В. Необходимая для разряда энергия и мощность

достигаются включением в колебательный контур конденсатора большой ёмкости

С – 10-100 мкФ.

Н о напряжение на обкладках этого конденсатора, следуя за напряжением сети, не поднима-

ется выше 220В и поэтому не достигает напряжения пробоя аналитического промежутка.

Напряжение пробоя – это такое напряжение, при котором происходит пробой газа.

Вспомогательная часть схемы – активизатор, периодически создаёт на электродах высо-

кое напряжение, необходимое для пробоя аналитического промежутка. Активизатор состоит из высоковольтного трансформатора Т₁ небольшой мощности (25-30 вт) для повышения напряжения (3000в), реостата R₂ для регулировки тока в первичной цепи трансформатора и колебательного контура, состоящего и конденсатора С₂, катушки самоиндукции L₂ и разрядного промежутка d₂.

Обе части схемы питаются от сети переменного тока, поэтому напряжение одновременно растёт на конденсаторах С₁ и С₂ и в газовых промежутках d₁ и d₂. Но в схему активизатора включён повышающий трансформатор Т₁ малой мощности, поэтому в каждый момент времени напряжение в цепи активизатора (С₁, d₂) значительно выше, чем в цепи основной части схемы (C₁, d₁).

С ростом напряжения на конденсаторе основного контура, накапливается энергия, необходимая для разряда. Как только напряжение на конденсаторе активизатора С₂ достигнет напряжение пробоя, в контуре активизатора возникает ток высокой частоты и высокого напряжения, но малой мощности.

Посредством повышающего трансформатора Т₂ ток высокого напряжения передаётся в основной контур. Сразу же происходит пробой аналитического промежутка d₂, вслед за которым начинается зарядка конденсатора С₁. После пробоя аналитического промежутка основного контура d₂ ток резко возрастает, достигая амплитудного значения, а затем падает до нуля и искра гаснет.

Возобновляется разряд только после нового пробоя аналитического промежутка активизатора. Пробой происходит в каждый полупериод сетевого напряжения, поэтому полярность электродов периодически меняется.

Благодаря существенному увеличению ёмкости в основном контуре низковольтной искры по сравнению с высоковольтной при одном и том же значении, накопленной к моменту пробоя энергии, продолжительность импульса тока в ней значительно выше. Увеличение продолжительности импульса тока способствует более сильному разогреву электродов и благоприятствует испарению материала электродов. Поэтому общая интенсивность спектров низковольтной искры более высокая и пределы обнаружения оказываются сниженными. Однако благодаря увеличению продолжительности импульса тока средняя мощность и средняя плотность тока низковольтной искры во много раз ниже, чем высоковольтной, но в самые первые моменты каждого импульса плотность тока, а следовательно и температура плазмы весьма высоки. Возбуждаются в низковольтной искре все металлы и такие неметаллы как P, S, C, N. В спектре низковольтной искры наблюдаются как линии атомов, так и линии ионов.

Для получения более жёсткого разряда нужно уменьшить число витков катушки, но это приводит к ухудшению условий пробоя.

С увеличением ёмкости повышается как сила тока, так и длительность разряда, что приводит к более сильному разогреванию электродов. Общая интенсивность спектров при этом увеличивается.

Сопротивление влияет на скорость зарядки конденсатора и ограничивает ток, поступающий в промежуток непосредственно от сети.