Основні характеристики спектральних приладів - студопедія
Основними характеристиками спектральних приладів є:
1. Лінійна дисперсія, обумовлена величиною. т. е. числом міліметрів, що припадають на 1 нм інтервалу спектру. На практиці зазвичай використовують зворотну величину. звану зворотної лінійної дисперсією, яка визначає величину інтервалу довжин хвиль, що вимірюється в нанометрів, що припадає на 1 мм довжини спектра. За лінійної дисперсії розрізняють спектральні прилади малої, середньої, великої та високою дисперсії. Призмові прилади зазвичай мають малої і середньої дисперсією (10 ÷ 1 нм / мм). Деякі призьменні прилади та прилади з дифракційними гратами володіють великою лінійною дисперсією (1 ÷ 0,1 нм / мм). Інтерференційні прилади мають дуже великий лінійною дисперсією (0,01 ÷ 0,001 нм / мм).
2. Роздільна здатність (теоретична і практична). Теоретична роздільна здатність визначається дифракцією в чинному отворі спектрального приладу і виражається відношенням
де - різниця довжин хвиль двох дуже близьких спектральних ліній, ще розрізняються окремо при нескінченно тонкої вхідної щілини приладу. Практична роздільна здатність визначається шириною вхідної щілини, роздільною здатністю приймача випромінювання (очі, фотографічної пластинки), шириною вихідний щілини приладу і аберацією фокусує і диспергирующей систем. Якщо d - найменша відстань, розрізняють окремо приймачем з урахуванням аберацій (або ширина вихідної щілини), то
Тоді практична роздільна здатність визначається відношенням
т. е. пов'язана з лінійною дисперсією приладу.
Дозволяють здібності приладів з різними диспергуючими системами істотно розрізняються. Зокрема, призьменні спектральні прилади з малої і середньої дисперсією мають порівняно малою роздільною здатністю. Вона визначається величиною 10 3 ¸10 5. Прилади з дифракційними гратами можуть мати роздільну здатність 10 5 ¸5 · 10 5. Інтерференційні прилади мають дуже високою роздільною здатністю, яка доходить до декількох мільйонів.
3. Світлосила характеризує освітленість в спектрі, дану приладом, або променистий потік, що проходить через вихідну щілину приладу. Нехай - яскравість вхідної щілини приладу. Під цією величиною будемо розуміти інтегральну яскравість для всієї спектральної лінії, а якщо йдеться безперервний спектр, середню величину функції розподілу яскравості по довжинах хвиль для даної ділянки спектра. Очевидно, що як інтегральна яскравість для спектральної лінії, так і функція розподілу яскравості для безперервного спектра, визначаються джерелом випромінювання, які висвітлюють вхідну щілину приладу. Позначимо: S - площа вхідної щілини приладу; - тілесний кут, під яким видно з центру вхідної щілини чинне отвір приладу; - прозорість оптики приладу. Тоді повний променистий потік. проходить через прилад і досягає спектра, буде:
для спектральної лінії
для ділянки безперервного спектру
Тут визначається геометричним зображенням вхідної щілини приладу. Якщо цей променистий потік повністю проходить через вихідну щілину приладу і потрапляє на приймач (наприклад, фотоелемент), то світлосила приладу по світлового потоку визначається наступним виразом:
· Довжина спектра для робочого діапазону 220 мм;
· Дзеркальний об'єктив коліматора - сферически увігнуте дзеркало з зовнішнім шаром (алюміній);
· Диспергуюча призма - кварцова, типу Корню;
Оптична схема приладу показана на малюнку 3.5.
Зворотній лінійна дисперсія спектрографа визначається по таблиці 1. Графік ходу зворотного лінійної дисперсії від довжини хвилі показаний на малюнку 3.6.