Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

МОНОХРОМАТОРЫ




Доверь свою работу кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Монохроматор (моно- + chroma, chromatos цвет) — прибор для выделения оптического излучения в узком интервале длин волн; применяется при некоторых видах лабораторных исследований.

 

Монохроматор – это спектральный прибор для выделения узких участков спектра оптического излучения. Монохроматор состоит (рис. 14) из входной щели 1, освещаемой источником излучения, коллиматора 2, диспергирующего элемента 3, фокусирующего объектива 4 и выходной щели 5. Диспергирующий элемент пространственно разделяет лучи разных длин волн l, направляя их под разными углами υ, и в фокальной плоскости объектива 4 образуется спектр – совокупность изображений входной щели в лучах всех длин

волн, испускаемых источником. Нужный участок спектра совмещают с выходной щелью поворотом диспергирующего элемента; изменяя ширину щели 5, изменяют спектральную ширину dl выделенного участка.

 

Рис. 14. Общая схема монохроматора: 1 - входная щель, освещаемая источником излучения; 2 - входной коллиматор; 3 - диспергирующий элемент; 4 - фокусирующий объектив выходного коллиматора; 5 - выходная щель .

Диспергирующими элементами монохроматора служат дисперсионные призмы и дифракционные решетки. Их угловая дисперсия D = ∆φ/∆λ вместе с фокусным расстоянием f объектива 4 определяют линейную дисперсию ∆l/∆f = Df (∆φ - угловая разность направлений лучей, длины волн которых отличаются на ∆λ; ∆l – расстояние в плоскости выходной щели, разделяющее эти лучи).

До недавнего времени призмы были дешевле решеток в изготовлении, они обладают большой дисперсией в УФ-области. Однако их дисперсия существенно уменьшается с ростом λ, и для разных областей спектра нужны призмы из разных материалов. Решетки свободны от этих недостатков, имеют постоянную высокую дисперсию во всем оптическом диапазоне и при заданном пределе разрешения позволяют построить монохроматор с существенно большим выходящим световым потоком, чем призменный монохроматор.

Основными характеристиками монохроматора являются: предел разрешения dl, т. е. наименьшая разность длин волн, еще различимая в выходном излучении монохроматора, либо его разрешающая способность R, определяемая, как и для любого другого спектрального прибора, отношением λ/dλ.

Объективы монохроматоров (коллиматорный и фокусирующий) могут быть линзовыми или зеркальными. Зеркальные объективы пригодны в более широком спектральном диапазоне, чем линзовые, и, в отличие от последних, не требуют перефокусировки при переходе от одного выделяемого участка спектра к другому, что особенно удобно для ИК- и УФ-областей спектра.

Рис. 15. Монохроматор Эберта (z-образная симметричная схема): 1- входная щель, 2 - сферическое зеркало, 3 - дифракционная решетка, 4 – выходная щель.

Из большого количества существующих оптических схем благодаря небольшим габаритам при хороших спектральных характеристиках широкое распространение получили монохроматоры с дифракционной решеткой, изготовленные по схеме Черни – Тернера (рис. 16). Преимущество этой схемы перед монохроматором Эберта заключается в том, что отпадает необходимость в большом вогнутом зеркале 2 (рис. 15), которое заменяется на два зеркала меньшего размера.

 

18. Опишите устройство «горелки» индуктивно связанной аргоновой плазмы при ИСП-АСЭ

Плазма формируется в горелке (Рис. 3) за счет поглощения рабочим газом (аргоном), высокочастотного (ВЧ) электромагнитного излучения от индуктора, присоединенного к ВЧ-генератору. Горелка изготавливается из тугоплавкого материала – кварца. Через один из газовых штуцеров в пространство между корпусом и центральной трубкой (инжектором) горелки подается плазмообразующий газ (охлаждающий газ, plasma gas, cool gas). Его расход составляет 12-14 л/мин. Профиль газового потока таков, что последний не дает плазме касаться стенок горелки. В пространство между промежуточной трубкой и инжектором подается вспомогательный поток аргона, назначение которого предотвратить контакт плазмы с торцевой частью инжектора. Расход вспомогательного газа составляет 0,7–1,5 л/мин. В инжектор подается аэрозоль из распылителя. Средний расход газа через пневматический распылитель составляет 0,8–1,2 л/мин.

Горелка, помещается соплом в индуктор, представляющий собой 2–3 витка металлической трубки. На индуктор подается напряжение высокой частоты, составляющей 27,12 или 47,60 МГц, в зависимости от производителя прибора. Мощность, подаваемая на индуктор в стандартном режиме, составляет 1,2-1,5 кВт. Аргон, протекающий через горелку, поглощает электромагнитное излучение и ионизируется, вследствие чего возникает плазменный разряд. В качестве первичного источника ионизации выступает искровой разряд, который поджигает плазму.

 

Рис. 3. Схематическое изображение плазменной горелки в разрезе.

Как и в обычном газовом факеле, температура в различных участках плазмы различается (Рис. 4).

Наивысшая температура достигается в тороидальной зоне внутри индуктора. Температура в центральном канале плазмы, в который поступает аэрозоль образца, изменяется по длине факела от 8000 К до примерно 6900 K в зоне, из которой происходит отбор ионов.

 

Рис. 4. Распределение температур в факеле индуктивно связанной плазмы.

 

 

19. Атомно-эмиссионнная фотометрия пламени: особенности используемого горючего газа, применение.

Основными критериями предъявляемые к газу-плазмообразователю является высокая инертность и высокое сродство к электрону. Инертные газы остаются химически неактивными при очень высокой температуре, находясь в состоянии равновесной плазмы, из-за стремления ионизированного атома газа заполнить внешнюю молекулярную орбиталь. Не менее важным показателем является энергия возбуждения плазмообразующего газа, и возможность его бесконтактной ионизации.

 

 

20. ПЛАМЕННАЯ АТОМНАЯ АБСОРБЦИЯ – обеспечивает относительно высокую скорость обработки проб при анализе большого количества образцов на ограниченное число элементов. Типичное определение одного элемента требует приблизительно от 3 до 10 секунд. Однако, пламенный АА-анализ требует специфические источники света и соответствующие параметры для каждого определяемого элемента, а также для разных элементов могут понадобиться разные газы. В результате, хотя он и часто применяется для многоэлементного анализа, пламенный атомно-абсорбционный метод обычно рассматривают как одноэлементный метод.

Электротермическая атомная абсорбция – как и пламенный АА анализ, по существу является одноэлементным методом. Так как перед атомизацией образец нужно нагревать по определенной температурной программе для удаления растворителя и матрицы, метод ЭТААС имеет сравнительно низкую производительность. При анализе в графитовой кювете определение одного элемента в одном образце обычно занимает 2-3 минуты. Очень прост, широко распространен, доступна обширная информация по приложениям, относительно недорог.

 

21 АТОМНО-ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ

(атомно-флуоресцентная спектрометрия), метод количественного элементного анализа по атомным спектрам флуоресценции. Пробу анализируемого вещества превращают в атомный пар и облучают для возбуждения флуоресценции таким излучением, которое поглощают атомы только определяемого элемента (длина волны излучения соответствует энергии электронных переходов этих атомов). Часть возбужденных атомов излучает свет – аналитический сигнал, регистрируемый спектрофотометрами. Обычно используют резонансную флуоресценцию, при которой длины волн поглощенного и излученного света одинаковы. Для атомизации растворов применяют пламена, индуктивно связанную плазму или электротермические атомизаторы (нагреваемые электрическим током графитовые трубки, нити, стержни, тигли). Атомизацию порошкообразных проб осуществляют в графитовых тиглях или капсулах, которые иногда вносят в пламя для дополнительного нагрева паров пробы. Химический состав пламени выбирают так, чтобы выход флуоресценции (т. е. доля поглощенной энергии, излучаемой в виде флуоресценции) и степень атомизации были максимальны. С целью увеличения выхода электротермические атомизаторы обычно помещают в атмосферу аргона. Для возбуждения флуоресценции используют интенсивные лампы с линейчатым или непрерывным спектром, а также лазеры с перестраиваемой длиной волны.

Рентгеновская спектроскопия, раздел спектроскопии, изучающий спектры испускания (эмиссионные) и поглощения (абсорбционные) рентгеновского излучения, т.е. электромагнитные излучения в области длин волн 10-2-102 нм. Рентгеновскую спектроскопию используют для изучения природы химических связей и количественного анализа веществ (рентгеновский спектральный анализ). С помощью рентгеновской спектроскопии можно исследовать все элементы (начиная с Li) в соединениях, находящихся в любом агрегатном состоянии. Рентгеновские спектры обусловлены переходами электронов внутренних оболочек атомов. Различают тормозное и характеристическое рентгеновское излучение. Первое возникает при торможении заряженных частиц (электронов), бомбардирующих мишень в рентгеновских трубках, и имеет сплошной спектр. Характеристическое излучение испускают атомы мишени при столкновении с электронами (первичное излучение) или с рентгеновскими фотонами (вторичное, или флуоресцентное, излучение). В результате этих столкновений с одной из внутренней (К-, L- или М-) оболочек атома вылетает электрон и образуется вакансия, которую заполняет электрон с другой (внутренней или внешней) оболочки. При этом атом испускает квант рентгеновского излучения, который регистрируется и определяется его энергия, говорящая о типе перехода электрона и агрегатном состоянии вещества.

 







Дата добавления: 2015-09-04; просмотров: 1741. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.025 сек.) русская версия | украинская версия








Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7