31. Структура таблиц характеристических спектров элементов и атласов спектров.

Структура атласа спектров и таблиц спектральных линий.

Для установления принадлежности спектральной линии тому или иному элементу используют таблицы спектральных линий и атласы спектров.

Таблицы спектральных линий содержат перечень линий спектров элементов с указанием длин волн и интенсивностей спектраль­ных линий в относительных единицах.

Атласы спектральных линий содержат увеличенные фотогра­фические или графические изображения спектров элементов, на которых указаны длины волн линии. Атласы и таблицы спектральных линий составлены для всех спектральных приборов с различными источниками возбуждения.

Рассмотрим один из планшетов атласа спектральных линий, представленный на рис., воспроизводящий участок спектра, снятый на спектрографе ИПС-30 с кварцевой оптикой. На каждом планшете представлен узкий диапазон длин волн, на данном планшете — от 3000 до 3130 А°, т.е. 300-313 нм.

В нижней части планшета изображена шкала длин волн, кото­рой снабжен спектрограф. Выше расположен спектр чистого железа. Длину волны любой линии железа можно грубо определить по этой шкале, а затем эту величину уточняют по таблицам спектральных ли­ний. Вертикальные прямые на планшете показывают положение наиболее интенсивных спектральных линий других элементов отно­сительно линий спектра железа. Около символа элемента сверху справа приведена интенсивность линий в относительных единицах, которую обычно оценивают по 10-бальной шкале, а внизу под симво­лом элемента дана длина волны линии. Римской цифрой нижний под­строчный индекс показывает состояние ионизации, в котором нахо­дится элемент, дающий эту линию. При этом I обозначает неионизированный атом, II - однозарядный ион, III - двухзарядный ион и т. д.

Спектр железа служит своеобразной шкалой длин волн, т. к. у него много линий, разбросанных по всей оптической области спектра, используемой на практике. Кроме того, длины волн спектра железа известны с большой точностью.

Однако определения значения длины волны или совмещения на планшете еще недостаточно, чтобы однозначно идентифицировать линию, т. е. установить ее принадлежность какому-либо элементу.

Необходимо дополнительное исследование по идентификации спектральной линии. Это связано с тем, что если отсутствие аналитиче­ской ЛИНИИ определяемого элемента в спектре пробы гарантирует от­сутствие других линий этого элемента в спектре и его самого в пробе, то наличие линии с длиной волны, характерной для последней линии какого-либо элемента, еще не означает, что линия действительно принадлежит этому элементу и, следовательно, элемент присутствует в пробе.

Основной причиной этого является так наложение спектральных линий, связанное с недостаточной разрешающей спо­собностью используемых спектральных приборов. Из таблиц спектральных линий видно, что длина волны последней линии практиче­ски любого элемента и пределах ±0,5А° совпадает с длинами волн ли­ний многих других элементов.

Часть элементов, дающих линию испускания в области, близкой к исследуемой спектральной линии, можно во многих случаях исклю­чить, основываясь на данных о происхождении пробы. Дальнейшее исключение возможных наложений спектральных линий проводят с использованием атласов спектров и таблиц спектральных линий. Если идентифицируемая линия в спектре совпадает с линией, указанной на планшете как принадлежащей какому-то элементу, то в исследуемом спектре должны обязательно наблюдаться и более интенсивные ли­нии этого элемента. Поэтому из таблиц выписывают длины волн и интенсивность этих контрольных линий и проверяют их наличие в анализируемом спектре. Если линии с такими длинами волн обнару­жены и соотношения интенсивностей всех рассматриваемых линий, включая неизвестную линию λ_х, совпадают с табличными данными, то можно считать ее идентифицированной (отождествленной) и отно­сящейся к элементу, указанному на планшете. Если же контрольные линии не обнаружены или же соотношение интенсивностей найденных линий отличается от табличных данных, то делается аналогичная проверка по всем элементам, дающим линии, совпадающие с линией λ_х

Для составления перечня этих элементов оценивают разрешающую способность прибора в исследуемой области по разности длин волн двух почти перекрывающихся линий в спектре железа, соседних с исследуемыми линиями. Их длину волны сначала оценивают грубо по шкале планшета, а затем уточняют по таблицам. Пусть разность длин волн таких контрольных линий равна 0,4 А° (0,04 нм). Это означает, что могли бы совпасть только линии с длинами волн в ин­тервале λ_х ± 0,2 А°. Из таблиц выписывают все линии длин волн этого интервала с символами элементов, затем исключают те элементы, ко­торые заведомо в исследуемой пробе отсутствугот, а также элементы, которые в выбранном источнике не возбуждаются. Оставшиеся линии идентифицируют при помощи соответствующих контрольных линий спектров элементов, предположительно присутствующих в пробе.