29. Способы выделения аналитических спектральных линий элементов из полихроматического излучения анализируемого образца. Схема и принцип действия монохроматора дисперсионного типа.

Анализаторы (монохроматоры или спектральные приборы) - устройства, предназначенные для разделения светового пучка на вхо­дящие в него монохроматические компоненты. Основными элемента­ми этих устройств являются призмы или дифракционные решетки. В самых простых приборах, предназначенных для анализа 1-3 элеме­нтов с простыми спектрами, применяют анализаторы со светофильт­рами, имеющими узкую полосу пропускания.

Задача спектрального прибора состоит в том, чтобы из излуче­ния, испускаемого анализируемым веществом, выделить характерис­тические спектральные линии, принадлежащие отдельным элементам, входящим в его состав.

Дисперсионные спектральные приборы (анализаторы) состоят из 3-х частей: входного коллиматора, диспергирующего элемента и выходного коллиматора с фокусирующим объективом.

Свет от источника 1 проходит через входную щель 2 в виде расходящегося пучка на калиматорный объектив 3. Щель располо­жена в плоскости, перпендикулярной оптической оси объектива 3 на расстоянии его главного фокуса, поэтому расходящиеся лучи от каж­дой точки щели, становятся параллельными. Параллельные пучки лучей падают на преломляющую грань призмы 4 или на дифракционную решетку. Пройдя через призму или отражаясь от решетки, эти пучки распадаются на множество параллельных пучков света различной длины волны. Диспергирующее действие призмы основано на зависимости ее показателя преломления от длины волны. Показатель преломления с увеличением длины волны уменьшается, поэтому

призма отклоняет короткие волны λ1, больше чем λ3. На дифракционной решетке, представляющей собой совокупность боль­шого числа регулярно расположенных штрихов (канавок, щелей, выступов), нанесенных тем или иным способом на плоскую или во­гнутую поверхность, падающий на нее фронт световой волны разби­вается штрихами на отдельные (когерентные) пучки, которые претер­пев дифракцию на штрихах, интерферируют под различными углами относительно угла падения всего неразложенного излучения, образуя реезультирующее распределение света по длинам волн - спектр излучения. (Когерентность света - взаимная согласованность протекания во времени световых колебаний в разных точках пространства и времени, характеризующая их способность к интерференции).

Существуют отражательные и прозрачные дифракционные решетки. В отражательных дифракционных решетках штрихи нанесены на зеркальную металлическую поверхность, и результирующая интерференционная картина образуется в отраженном от решетки свете. На прозрачных решетках штрихи нанесены на прозрачную стеклянную поверхность, и интерференционная картина образуется в проходящем свете. Дифракционная решетка в большей степени отклоняет длинные волны.

Фокусирующий объектив 5 собирает лучи каждой длины волны в соответствующих местах своей фокальной поверхности 6, на которой получается ряд изображений освещенного участка входной щели 2 в виде узких прямоугольников, параллельных друг другу и самой щели. Если входная щель 2 достаточно узкая, харак­теристическое излучение атомов представлено рядом узких отдельных полосок, являющихся монохроматическими изобра­жениями входной щели, т.е. спектральными линиями.

Если в фокальной плоскости 6 расположена фотопластинка, то можно зарегистрировать все линии широкой области спектра.