Бүх гэрэл бол нүдээр мэдрэгддэг цахилгаан соронзон цацраг юм. Физикийн янз бүрийн онолын дагуу нөхцөл байдлаас шалтгаалан үүнийг долгион эсвэл фотоны урсгал гэж үзэж болно. Гэрлийн субьектив шинж чанар нь хүний нүдээр мэдрэгддэг өнгө юм. Монохроматик цацрагийн хувьд долгионы давтамжаар, нарийн төвөгтэй цацрагийн хувьд спектрийн найрлагаар тодорхойлогддог.
Ерөнхий ойлголт
Монохроматик гэрэл нь ижил давтамжтай гэрлийн долгион юм. Энэ нь нүдээр мэдрэгддэг спектрийн хэсэг болон үл үзэгдэх (хэт улаан туяа, рентген, хэт ягаан туяа) хоёуланг нь багтааж болно.
Монохроматик гэдэг нь ижил урттай, чичиргээний давтамжтай цацрагийг хэлнэ. Бидний харж байгаагаар эдгээр хоёр тодорхойлолт ижил байна. Монохроматик гэрэл ба монохромат цацраг нь нэг бөгөөд ижил зүйл гэж бид дүгнэж болно.
Нэг өнгө аястай болж байна. Монохроматорууд
Байгалийн нөхцөлд ижил долгионы урттай, ижил чичиргээний давтамжтай гэрлийг ялгаруулдаг эх үүсвэр байдаггүй. Монохромат гэрлийг монохромататор гэж нэрлэдэг тусгай төхөөрөмж ашиглан үйлдвэрлэдэг. Энэ нь янз бүрийн аргаар боломжтой. Эхний хувилбарын хувьд призматик системийг ашигладаг. Тэдгээрийн тусламжтайгаар шаардлагатай хэмжээний монохроматик урсгалыг тусгаарладаг.
Нэг өнгийн гэрлийн туяаг тусгаарлах боломжтой болгодог хоёр дахь арга нь дифракцийн шинж чанар, хэрэглээний шинж чанарт суурилдаг.
Монохромат гэрэл ба түүний цацрагийн төхөөрөмжүүдийн хэрэглээ
Хамгийн энгийн жишээ бол лазер юм. Гэрлийн салангид шинж чанаруудын ачаар үүнийг бүтээх боломжтой болсон. Тэдний хэрэглээ нь олон талт байдаг: тэдгээрийг анагаах ухаан, зар сурталчилгаа, барилга, аж үйлдвэр, одон орон судлал болон бусад олон салбарт ашигладаг. Үүний зэрэгцээ, төхөөрөмжөөс ялгарах монохромат гэрэл нь түүний дизайны ачаар хатуу тогтмол байж болно. Цаг хугацааны хувьд энэ нь тасралтгүй эсвэл салангид гэрэл байж болно. Монохроматорууд нь янз бүрийн салбарт ашиглагддаг янз бүрийн төрлийн спектрометрүүдийг агуулдаг.
Монохромат гэрэл ба түүний хүний биед үзүүлэх нөлөө
Спектрийн гол өнгө нь улаан, улбар шар, шар, ногоон, хөх, индиго, ягаан юм. Хүний биед үзүүлэх нөлөөг судалдаг анагаах ухааны салбар байдаг. Үүнийг нүдний хромотерапия гэж нэрлэдэг.
Улаан гэрлийг ашиглах нь амьсгалын дээд замын янз бүрийн өвчнөөс ангижрахад тусалдаг. Улбар шар нь цусны эргэлт, хоол боловсруулалтыг сайжруулж, булчин, мэдрэлийн эд эсийн нөхөн төлжилтийг хурдасгадаг. Шар өнгө нь ходоод гэдэсний замд сайнаар нөлөөлж, бүх биеийг цэвэрлэх үйлчилгээтэй.
Ногоон нь цусны даралт ихсэх, мэдрэлийн эмгэг, ядаргаа, нойргүйдлийг эмчлэхэд тусалдаг. Цэнхэр нь бактерийн эсрэг шинж чанартай тул хоолойн үрэвслийг намдааж чаддаг. Мөн хэрх, экзем, витилиго, арьсны идээт тууралт зэргийг эмчлэхэд хэрэглэнэ. Цэнхэр монохроматик гэрэл нь гипофиз булчирхайд сайнаар нөлөөлдөг бөгөөд нил ягаан нь булчин, тархи, нүдний аяыг нэмэгдүүлж, ходоод гэдэсний зам, мэдрэлийн системийн үйл ажиллагааг хэвийн болгоход тусалдаг.
Дээр дурдсанаас харахад монохромат гэрэл нь зөвхөн физикчдийн хийсэн туршилтанд зайлшгүй шаардлагатай төдийгүй үйлдвэрлэл болон хүний үйл ажиллагааны бусад салбарыг дурдахгүй байхын тулд эрүүл мэндийн бодит ашиг тусыг авчирдаг.
монохромат цацраг(Грек хэлнээс monos - нэг ба хрома, хүйсийн хроматос - өнгө) - el-magn. нэг тодорхой бөгөөд хатуу тогтмол давтамж. "М. ба" гэсэн нэр томъёоны гарал үүсэл. Энэ нь гэрлийн долгионы давтамжийн ялгааг хүмүүс өнгөний ялгаа гэж ойлгодогтой холбоотой юм. Гэсэн хэдий ч мөн чанараараацахилгаан соронзон долгион
0.4 - 0.7 микрон хооронд байрлах үзэгдэх хүрээ нь цахилгаан соронзоноос ялгаатай биш юм. бусад хүрээний долгион (IR, хэт ягаан туяа, рентген гэх мэт), эдгээр долгионууд нь өнгөний мэдрэмжийг өгдөггүй ч "монохроматик" (нэг өнгө) гэсэн нэр томъёог ашигладаг. Максвеллийн тэгшитгэл, ямар ч M. болон тайлбарладаг. Хязгааргүй урт хугацаанд тогтмол далайц, давтамжтайгаар үүсдэг зохицол. Хавтгай монохромат эл-соронзон долгион цацраг нь бүрэн талбайн жишээ болдог (харна уу Тохиромжтой байдал), параметрүүд нь орон зайн аль ч цэгт өөрчлөгдөөгүй бөгөөд цаг хугацааны өөрчлөлтийн хуулийг мэддэг. Гэсэн хэдий ч цацрагийн үйл явц нь цаг хугацааны хувьд үргэлж хязгаарлагдмал байдаг тул M. ба. идеализаци юм. Жинхэнэ байгалийн цацраг нь ихэвчлэн тодорхой тооны монохроматуудын нийлбэр юм. санамсаргүй далайц, давтамж, үе шат, тархалтын чиглэл бүхий долгион.Ажиглагдсан цацрагийн давтамж хамаарах интервал нарийхан байх тусмаа монохромат шинж чанартай байдаг. Ийнхүү гүний харгалзах цацраг . чөлөөт атомуудын ялгаралтын спектрийн шугамууд (жишээлбэл, ховордсон хийн атомууд), M. ба. (см. Атомын спектр;)эдгээр мөр бүр нь атомын төлөвөөс шилжих шилжилттэй тохирч байна Тилүү их энергитэйгээр төлөв байдалд оруулна n ()бага эрчим хүчээр.Хэрэв эдгээр мужуудын эрчим хүчийг хатуу тогтоосон бол. утгууд ба , атом нь M ялгаруулна. ба. давтамжууд v tp =/ц
. Гэсэн хэдий ч атом нь зөвхөн богино хугацаанд илүү их энергитэй төлөвт байж чаддаг D
т (ихэвчлэн 10 -8 секунд - гэж нэрлэдэг.-Учир нь ideal M. and. Энэ нь мөн чанараараа байж болохгүй, тэгвэл ойролцоогоор нэг давтамж (эсвэл долгионы урт) -аар тодорхойлогддог нарийн спектрийн интервалтай цацрагийг ихэвчлэн монохромат гэж үздэг.Бодит цацрагаас нарийн спектрийн интервалыг тусгаарлахад ашигладаг төхөөрөмжийг нэрлэдэг.
монохроматорууд . Маш өндөр монохроматик байдал нь зарим төрлийн лазерын цацрагийн онцлог шинж юм (цацрагийн спектрийн интервалын өргөн нь 10-7 нм хүрдэг бөгөөд энэ нь атомын спектрийн шугамын өргөнөөс хамаагүй нарийсдаг)..
Лит.:Төрсөн М., Чоно Э., Оптикийн үндэс, хөрвүүлэлт. Англи хэлнээс, 2-р хэвлэл, М., 1973; Калитеевский Н.И., 2-р хэвлэл, М., 1978. 1
Л.Н.Канарский 2
MOHOXPOMATOP 3
- спектрийн оптик оптик спектрийн нарийн хэсгүүдийг тодруулах төхөөрөмж. цацраг. M. нь (Зураг 1) орох хагарлаас бүрдэнэ 4
, цацрагийн эх үүсвэрээр гэрэлтдэг, коллиматор 5
, тараах элемент 4
спектр үүсдэг - эх үүсвэрээс ялгарах бүх долгионы урттай туяанд орох хагарлын зургийн багц. Спектрийн хүссэн хэсэг нь тархах элементийг эргүүлэх замаар гарах нүхтэй нийцдэг; ангарлын өргөнийг өөрчлөх 5
, сонгосон талбайн спектрийн өргөнийг dl өөрчлөх.
Цагаан будаа. 1. Монохроматорын ерөнхий диаграмм: 1
- орц цацрагийн эх үүсвэрээр гэрэлтүүлсэн ан цав; 2
- орох коллиматор; 3
- тараах элемент; 4
- фокусын гаралтын линз
коллиматор; 5
- гарах үүр.
M.-ийн дисперсийн элементүүд нь дисперсийн призм ба. сараалжтай. Тэдний булан тархалт D= Df/Dl фокусын урттай хамт елинз 4
шугаман дисперсийг тодорхойлох D л/Д е = Df(Df нь долгионы урт нь Dl-ээр ялгаатай цацрагийн чиглэлийн өнцгийн зөрүү юм; D л- эдгээр туяаг тусгаарлах гарах нүхний хавтгай дахь зай). Призмийг үйлдвэрлэхэд сараалжтай харьцуулахад хямд бөгөөд хэт ягаан туяаны бүсэд өндөр тархалттай байдаг. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийн тархалт нь l-ийг ихэсгэх тусам мэдэгдэхүйц буурч, янз бүрийн спектрийн мужуудад өөр өөр материалаар хийгдсэн призм шаардлагатай байдаг. Сараалжууд нь эдгээр дутагдлуудаас ангид бөгөөд оптик спектрийн туршид тогтмол өндөр тархалттай байдаг. хүрээ ба өгөгдсөн нарийвчлалын хязгаарт M. призмээс хамаагүй их гаралттай M.-г бүтээх боломжтой болгодог.
Үндсэн түүний оптик параметрийн сонголтыг тодорхойлдог M.-ийн шинж чанарууд. системүүд нь: гаралтын цоорхойгоор дамжин өнгөрдөг цацрагийн урсгал Ф" l; нарийвчлалын хязгаар dl*, өөрөөр хэлбэл гаралтын цацрагаас ялгагдах хамгийн том долгионы уртын зөрүү M. эсвэл түүний нягтрал. r, бусадтай адил l/dl* харьцаа, мөн коллиматорын линзний харьцангуй нүхээр тодорхойлогддог. А 0 . Шийдвэр r, хуваарилагдсан спектрийн интервалын өргөн dl ба гарах ангархайгаар дамжих цацрагийн энергийн спектрийн тархалтыг тодорхойлно. техник хангамжийн функцХэрэв гэрэлтүүлэгтэй бол орох хагарлын (гарцын ангархайн хавтгайд) дүрсний өргөнөөр цацрагийн энергийн урсгалын тархалтыг илэрхийлж болох М. монохромат цацраг.
М., F" l = t l F l = -аас гарч буй гэрлийн урсгал Атомын спектр;л INл СВ dl, хаана t l - коэффициент. дамжуулах М.; F l - М руу орох гэрлийн урсгал; l-д- орох хагарлын спектрийн тод байдал; С- гарах нүхний талбай; W нь гарах нүхэнд нийлдэг фокусын линзний цацрагийн хатуу өнцөг юм. Ажил С W= С 0 W 0 (индекс 0 нь орох хагарлыг хэлнэ) гэрлийн урсгал нь төхөөрөмжөөр дамжин өнгөрөх үед тогтмол хэвээр байна (хэрэв гэрлийн туяа зарим диафрагмаар таслагдахгүй бол) гэж нэрлэдэг. геом. төхөөрөмжийн хүчин зүйл. Учир нь W = p г 2 /4е 2 = х А 2/4, хаана е, гТэгээд А- фокусын урт, голч ба фокусын линзний үр дүнтэй харьцангуй апертур, a С = hb(h- өндөр, б- гарах нүхний өргөн), дараа нь оновчтойг тодорхойлохдоо. үйл ажиллагааны нөхцөл M. гэрлийн эх үүсвэрийн спектрийн шинж чанар нь чухал ач холбогдолтой - шугам эсвэл тасралтгүй - орох ангархайг гэрэлтүүлдэг. Эхний тохиолдолд гарах урсгал нь гарах нүхний өргөнтэй пропорциональ, хоёр дахь тохиолдолд энэ нь ангарлын өргөнтэй пропорциональ байна б 2, түүнчлэн дамжуулагдсан спектрийн хүрээний квадрат (dl) 2; Өгөгдсөн dl-ийн хувьд гарах урсгал нь M-ийн шугаман дисперстэй пропорциональ байна.
M линз (коллиматор ба фокус) нь линз эсвэл толь байж болно. Толин тусгал линз нь линзний линзээс илүү өргөн спектрийн мужид тохиромжтой бөгөөд сүүлчийнхээс ялгаатай нь спектрийн сонгосон нэг хэсгээс нөгөөд шилжихэд дахин анхаарлаа төвлөрүүлэх шаардлагагүй бөгөөд энэ нь спектрийн IR ба хэт ягаан туяаны бүсэд онцгой тохиромжтой байдаг.
Цагаан будаа. 2. Автоколлимацын схем: 1
- толь, худлааспектрийг скан хийхэд ашигладаг.
Цагаан будаа. 3. z хэлбэрийн тэгш хэмтэй хэлхээ: 1
-
дифракцийн тор; 2
- бөмбөрцөг толь.
Одоо байгаа олон тооны оптик төхөөрөмжүүдээс. M. схемийг ялгаж салгаж болно, үүнээс гадна уламжлалт (Зураг 1), автоколлимаци (Зураг 2), z-хэлбэрийн (Зураг 3), нэг нэгээр нь байрлуулсан үүртэй схемүүд эсвэл зүгээр л нэг үүртэй, дээд талд нь зүсэлттэй. хэсэг нь орох хагархай, доод хэсэг нь гарах нүх гэх мэт үйлчилдэг. Спектрийн хуваарилагдсан хэсгээс хол долгионы урттай сарнисан гэрлээс зайлсхийх нь онцгой чухал тохиолдолд (жишээлбэл, спектрофотометр), гэж нэрлэгддэгийг ашиглана уу. давхар M., эдгээр нь хоёр M. байрладаг тул эхний M.-ээс гарч буй гэрэл хоёр дахь руу орж, эхнийх нь гарах ангархай нь хоёр дахь орох ангархай болж үйлчилдэг (Зураг 4). Эдгээр M. тус бүр дэх дисперсийн элементүүдийн харьцангуй байрлалаас хамааран дисперсийн нэмэх ба хасах бүхий давхар M.-ийг ялгадаг. Дисперсийг нэмсэн төхөөрөмжүүд нь гаралтын үед тархсан гэрлийн түвшинг хэд дахин бууруулж зогсохгүй M.-ийн нарийвчлалыг нэмэгдүүлэх, мөн өгөгдсөн нарийвчлалтайгаар гаралтын гэрлийн урсгалыг нэмэгдүүлэх (жишээ нь: ангархайг өргөтгөх). Тархалтын хасалт бүхий давхар M. нь нарийвчлалыг нэмэгдүүлэхгүйгээр төөрсөн гэрлийн түвшинг бууруулдаг.
Тэдгээрийн дотор орчноос гарч ирсэн ижил спектрийн найрлагатай гэрэл нь гарах нүхэнд ирдэг. хагарал. Ийм микроскопууд нь дисперсийн нэмэлт бүхий микроскопоос бага нүхтэй боловч диафрагмыг хөдөлгөж спектрийг сканнердах боломжийг олгодог. төхөөрөмжийн тархалтын хавтгай дахь оролтууд нь бүтцийн хувьд, ялангуяа өндөр хурдтай ажиллахад маш тохиромжтой. Зарим тохиолдолд хэд хэдэн нэгэн зэрэг хуваарилах шаардлагатай болдог. Ойролцоох нарийн спектрийн интервал, хэд хэдэн гаралтын цоорхойтой энгийн М.-г ашигладаг. полихромататорууд. 1
Цагаан будаа. 4. Давхар монохромататор: 2
Тэгээд 3
- дунд зай; -эргэдэг дифракцийн тор 4
-9
ерөнхий үндэслэл;.
моно- толь Лабораторийн оптик хэрэгсэл, ed. Л.А.Новицкий, 2-р хэвлэл, М., 1979; Тарасов К.И., Спектрийн төхөөрөмжүүд, 2-р хэвлэл, Л., 1977; Пейсахсон И.В., Спектрийн төхөөрөмжүүдийн оптик, 2-р хэвлэл, Ленинград, 1975 он..
A. P. Гагарин
Нарийхан цацрагийн зурвастай ажиллах нь дараах давуу талуудтай: 1) шингээгч системийн шар айрагны хуулийг дагаж мөрдөх магадлал нэмэгддэг (1.5-р хэсгийг үзнэ үү); 2) спектрийн бусад хэсэгт шингэдэг бодисууд бага хэмжээгээр саад болдог тул сонгомол чанар нэмэгддэг; 3) сонгосон долгионы уртад шингээлт өндөр байвал концентрацийн маш бага өөрчлөлтөөр оптик нягтын мэдэгдэхүйц өөрчлөлт ажиглагддаг бөгөөд энэ нь өндөр мэдрэмжинд хүргэдэг.
Эдгээр төхөөрөмжүүдийн хамгийн чухал шинж чанарууд нь: 1) зурвасын өргөн - монохромататор эсвэл гэрлийн шүүлтүүрээс гарч буй долгионы уртын хүрээ; энэ нь хамгийн их дамжуулалтын хагас өргөнөөр тодорхойлогддог; 2) нягтрал - судалж буй долгионы уртыг энэ болон ялгах боломжтой хөрш долгионуудын хоорондох хамгийн бага зөрүүтэй харьцуулсан харьцаагаар илэрхийлсэн спектрийн зэргэлдээ хэсгүүдийг салгах чадвар; 3) апертур - цацрагийг дамжуулах чадвар, хамгийн дэвшилтэт төхөөрөмжүүдэд энэ нь 100% -д ойртдог; 4) тархалт (монохроматорын хувьд) - цацрагийг спектр болгон задлах чадвар. Үүнийг тодорхойлохын тулд шугаман дисперсийг ашигладаг 
(спектр дэх хоёр шугамын хоорондох зай, тэдгээрийн долгионы уртын ялгаа) эсвэл дисперсийн утга нь призмийн материал ба монохромататорын загвараас хамаарна.
Гэрлийн шүүлтүүрүүдИхэвчлэн спектрийн харагдах хэсэгт ашиглагддаг бөгөөд тэдгээр нь хэд хэдэн төрлөөр ирдэг.
Шингээх шүүлтүүрүүдЭдгээр нь өнгөт шил эсвэл шилэн хавтан бөгөөд тэдгээрийн хооронд желатин дээр түдгэлзүүлсэн будгийг байрлуулдаг. Эхнийх нь ихэвчлэн дулааны хувьд илүү тогтвортой байдаг. Шингээх шүүлтүүр нь хязгаарлагдмал долгионы уртаас цацрагийг дамжуулж, бусад бүх долгионы цацрагийг шингээдэг бөгөөд тэдгээр нь тунгалаг чанар багатай (T = 0.1), нэлээд өргөн зурвасын өргөнтэй (30 нм ба түүнээс дээш) онцлогтой.
Онцлог шинж чанарууд хөндлөнгийн шүүлтүүрүүдхамаагүй дээр. Шүүлтүүр нь мөнгөний хамгийн нимгэн тунгалаг хоёр давхаргаас бүрдэх ба тэдгээрийн хооронд диэлектрик давхарга байдаг. Гэрлийн интерференцийн үр дүнд шүүлтүүрээс диэлектрик давхаргын зузаанаас хоёр дахин их долгионы урттай туяа гарч ирнэ. Хөндлөнгийн шүүлтүүрүүдийн ил тод байдал: T = 0.3 ^ 0.8; үр дүнтэй дамжуулах өргөн нь ихэвчлэн 5-^10 нм-ээс хэтрэхгүй. Дамжуулах зурвасыг нарийсгахын тулд хоёр дараалсан хөндлөнгийн шүүлтүүрийн системийг ашигладаг.
Шүүлтүүрийг тэмдэглэхдээ хамгийн их дамжуулалтын долгионы урт ба зурвасын өргөнийг заана.
Монохроматор- Энэ бол цацрагийг өөр өөр урттай долгион болгон задалдаг төхөөрөмж юм. Бүх монохроматорууд нь сарниулах төхөөрөмж ба линз, толь, оролт, гаралтын цоорхойнуудын холбогдох системээс бүрдэнэ. Призм ба дифракцийн тор нь дисперсийн элемент болдог.
IN призмийн монохромататорЦацраг нь ирж буй ангархайгаар дамждаг бөгөөд линзээр параллель цацраг болгон бууруулж, дараа нь призмийн гадаргуу дээр өнцгөөр тусдаг. Призмийн хоёр нүүрэнд хугарал үүсдэг (ягаан туяа хамгийн их хугардаг, улаан гэрэл хамгийн бага хугардаг); задарсан цацраг нь гаралтын цоорхой байрладаг бага зэрэг муруй гадаргуу дээр төвлөрдөг. Призмийг эргүүлснээр шаардлагатай долгионы урттай цацрагийг энэ ангархай руу чиглүүлж болно.
Спектрийн харагдахуйц хэсэгт шилийг призмийн материал болгон, хэт ягаан туяанд - кварц нь хэт ягаан туяаны цацрагийг шилээр шингээдэг тул ашигладаг. Хэт улаан туяаны спектроскопийн хувьд Li F, NaCl, KBr болон бусад шүлтлэг металлын галидуудаас бүрдсэн призмийг ашигладаг (дээжийг монохромататорын өмнө байрлуулсан бөгөөд энэ нь тархсан цацрагийг бууруулдаг). Кювет хийхэд ижил материалыг ашигладаг. Хэт ягаан туяаны болон спектрийн харагдахуйц мужид хэмжилт хийх кюветтүүдийг бүхэлд нь кварц эсвэл шилээр хийсэн; Хэт улаан туяаны бүсэд хэмжилт хийхэд ашигладаг эсүүд нь шүлтлэг металлын галидын нэг талстаар хийгдсэн цонхтой.
Дифракцийн торшилэн болон бусад тунгалаг материалд (1 см тутамд 6000 хүртэл цохилт) параллель цохилтоор хийсэн. Оролтын цоорхойгоор дамжин өнгөрөх цацрагийн урсгалаар дифракцийн торыг гэрэлтүүлэхэд шугам бүр нь цацрагийн эх үүсвэр болдог. Олон тооны урсгалын хөндлөнгийн оролцооны үр дүнд цацраг нь спектр болж задардаг.
Монохроматоруудын зурвасын өргөн нь 1.5 нм хүрдэг.
Монохром цацраг, Монохроматик цацраг (эртний Грек хэлнээс μόνος - нэг, χρῶμα - өнгө) нь маш бага давтамжийн тархалттай, хамгийн тохиромжтой нь нэг давтамжтай (долгионы урт) цахилгаан соронзон цацраг юм.
Монохроматик цацраг нь өдөөгдсөн төлөвөөс үндсэн төлөв рүү зөвхөн нэг зөвшөөрөгдсөн электрон шилжилтийн системд үүсдэг.
Практикт тэд ашигладагмонохром цацрагийг олж авах хэд хэдэн арга.
· өгөгдсөн монохроматик зэрэгтэй цацрагийн урсгалыг тусгаарлах призматик систем
дифракцийн сараалжтай системүүд
· цацраг нь зөвхөн өндөр монохромат төдийгүй уялдаатай байдаг лазерууд
· Нэг электрон шилжилт давамгайлдаг хий ялгаруулах чийдэн болон бусад гэрлийн эх үүсвэрүүд (жишээлбэл, цацраг нь хамгийн тод D шугамаар давамгайлсан натрийн чийдэн эсвэл мөнгөн усны чийдэн). Хийн ялгаруулагч чийдэнг ихэвчлэн гэрлийн шүүлтүүртэй хослуулан ашигладаг бөгөөд энэ нь чийдэнгийн шугамын спектрээс хүссэн шугамыг сонгодог.
Монохроматорууд (монуроматорууд).
Монохроматизаторууд эсвэл монохромататорууд нь өгөгдсөн долгионы урттай гэрэл үүсгэх төхөөрөмж юм. Монохроматизаторыг зохион бүтээхдээ янз бүрийн оптик үзэгдлүүдийг ашигладаг: гэрлийн шингээлт, интерференц, дисперс гэх мэт. Шингээлтийн спектроскопийн практикт хамгийн өргөн хэрэглэгддэг төхөөрөмжүүд нь гэрлийн шүүлтүүр (шингээлт, интерференц эсвэл интерференц-туйлшрал) ба призмийг монохроматизатор болгон ашигладаг төхөөрөмж юм. .
Шингээх шүүлтүүрийн үйл ажиллагаа нь гэрэл нимгэн давхаргаар дамжин өнгөрөхөд шингээлтийн улмаас өнгөрч буй гэрлийн урсгалын хэмжээ, спектрийн найрлагад өөрчлөлт ордогт суурилдаг. Шингээх шүүлтүүрүүд нь тунгалаг чанар багатай (T = 0.1) ба нэлээд өргөн дамжуулах зурвастай (D l = 30 нм ба түүнээс дээш). Хөндлөнгийн шүүлтүүрүүдийн шинж чанар нь илүү сайн байдаг. Шүүлтүүр нь мөнгөний хамгийн нимгэн тунгалаг хоёр давхаргаас бүрдэх ба тэдгээрийн хооронд диэлектрик давхарга байдаг. Гэрлийн хөндлөнгийн нөлөөгөөр диэлектрик давхаргын зузаанаас хоёр дахин их долгионы урттай цацрагууд өнгөрч буй цацрагт үлддэг. Хөндлөнгийн шүүлтүүрүүдийн ил тод байдал нь T = 0.3...0.8 байна. Үр дүнтэй дамжуулах өргөн нь ихэвчлэн 5...10 нм-ээс хэтрэхгүй. Дамжуулах зурвасыг нарийсгахын тулд заримдаа хоёр дараалсан хөндлөнгийн шүүлтүүрийн системийг ашигладаг.
Хамгийн түгээмэл монохроматизаторууд бол кварц, шил болон бусад материалаар хийсэн призм юм. Хэт улаан туяаны спектроскопийн хувьд LiF, NaCI, KBr болон бусад шүлтлэг ба шүлтлэг шороон металлын галидын призмийг ашигладаг. Кювет хийхэд ижил материалыг ашигладаг. Призм нь өргөн хүрээний долгионы уртад өндөр монохромат гэрлийг авах боломжийг олгодог.
Гэрэл ялгаруулдаг биетүүдийг гэрлийн эх үүсвэр гэж нэрлэдэг. Хүний нүдэнд харагдах гэрлийн нөлөөг хэмжих арга, техникийг судалдаг оптикийн салбарыг фотометр гэж нэрлэдэг.
Гэрэлтүүлгийн урсгал нь тухайн гадаргуугийн нэгж цаг хугацаанд дамжин өнгөрөх гэрлийн энергитэй (харааны мэдрэмжээр тооцоолсон) тэнцүү хэмжигдэхүүн юм: W нь t хугацаанд өгөгдсөн гадаргуугаар дамжин өнгөрөх гэрлийн энергийн хэмжээ юм. Гэрлийн урсгалын SI нэгж нь люмен (лм) юм.
Конус гадаргуугаар хүрээлэгдсэн орон зайн хэсгийг хатуу өнцөг гэж нэрлэдэг. Хэрэв орой нь бөмбөрцгийн төвтэй давхцаж байвал энэ өнцгийг төв цул өнцөг гэж нэрлэдэг (Зураг 1).
Хатуу өнцгийг харьцаагаар хэмждэг бөгөөд S нь өгөгдсөн өнцгийн тулгуурласан R радиустай бөмбөрцгийн гадаргуугийн талбай юм. Хатуу өнцгийг хэмжих нэгж нь стерадиан (sr) юм. Орон зайн нийт өнцөг нь cf-тэй тэнцүү байна.
Өгөгдсөн чиглэл дэх нэгж хатуу өнцгийн гэрлийн урсгалаар хэмжигдэх хэмжигдэхүүнийг нэрлэнэ
үүсгүүрийн гэрлийн эрчим, энд Ф нь хангалттай бага цул өнцгийн доторх гэрлийн урсгал w. SI дахь гэрлийн эрчмийг канделагаар (cd) хэмждэг.
Ажиглалтын талбай хүртэлх зайтай харьцуулахад хэмжээс нь бага, бүх чиглэлд жигд гэрэл цацруулдаг эх үүсвэрийг гэрлийн цэгийн эх үүсвэр гэнэ.
Нэг цэгийн гэрлийн эх үүсвэрээс гарах нийт гэрлийн урсгал тэнцүү байна.
Гадаргуугийн гэрэлтүүлэг нь жигд гэрэлтүүлэгтэй гадаргуугийн нэгж талбайд ногдох гэрлийн урсгалтай тэнцэх утга юм.
SI-д гэрэлтүүлгийг люкс (lx) -ээр хэмждэг.
Гэрэлтүүлгийн эхний хууль: цэгийн эх үүсвэрээр гадаргууг гэрэлтүүлэх нь эх үүсвэрийн гэрлийн эрчимтэй шууд пропорциональ ба эх үүсвэрээс гэрэлтүүлсэн гадаргуу хүртэлх зайны квадраттай урвуу пропорциональ байна.
Гэрэлтүүлгийн хоёр дахь хууль: гадаргуугийн гэрэлтүүлэг нь цацрагийн тусгалын өнцгийн косинустай шууд пропорциональ байна.
Гэрэлтүүлгийн хосолсон хууль: тодорхой газар дээрх гэрлийн цэгийн эх үүсвэрээс үүссэн гэрэлтүүлэг нь эх үүсвэрийн гэрлийн эрч хүч ба цацраг тусах өнцгийн косинустай шууд пропорциональ ба туяа хүрэх зайны квадраттай урвуу хамааралтай. эх сурвалжаас авсан талбай:
Хэд хэдэн гэрлийн эх үүсвэрээс үүссэн гадаргуугийн гэрэлтүүлэг нь тус бүрээс тус тусад нь үүсгэсэн гэрэлтүүлгийн арифметик нийлбэртэй тэнцүү байна.
Гэрэлтэлтийг гадаргуугаас ялгарах гэрлийн урсгалын энэ гадаргуугийн талбайн харьцаагаар тодорхойлно.
SI гэрэлтүүлгийн нэгж нь люкс юм. Хэрэв биеийн гэрэлтэлтийг гэрэлтүүлгээр нь тодорхойлдог бол M = kE, энд k нь ойх коэффициент юм.
Ажиглалтын чиглэлд гэрэлтдэг гадаргуугийн тод байдал нь гэрлийн эрчмийг энэ чиглэлд перпендикуляр хавтгайд тусгах талбайн харьцаатай тэнцүү байна.
Гадаргуугийн норм ба ажиглалтын чиглэлийн хоорондох өнцөг хаана байна. SI дахь гэрэлтүүлгийг нитээр хэмждэг.
Нэг эх үүсвэрийн гэрлийн эрчмийг стандарт эх үүсвэрийн гэрлийн эрчмтэй харьцуулан тодорхойлоход ашигладаг төхөөрөмжийг фотометр гэнэ. Гэрэлтүүлгийг шууд хэмжихэд зориулагдсан фотометрийг люксметр гэж нэрлэдэг.
(9) тэгшитгэлээр илэрхийлэгдсэн оптик нягт ба давхаргын зузаан хоорондын хамаарлыг Бугер-Ламбертын хууль гэж нэрлэдэг. Хамаарал (8) нь мөн эсийн бүх зузааныг нэгтгэх замаар хязгааргүй жижиг давхарга дахь шингээлтийн утгаас гаргаж болно. Үүнийг хийхийн тулд дээр дурдсантай адил ханатай параллель биетийн монохромат гэрлийг шингээх талаар авч үзье. Хязгааргүй нимгэн давхарга нь давхаргын зузаантай дб пропорциональ параллель монохромат гэрлийн цацрагийн энергийн хэсгийг шингээдэг. Дараа нь гэрлийн урсгалын эрчмийн харьцангуй бууралт нь гэрлийн урсгал дамжин өнгөрдөг db давхаргын зузаантай пропорциональ байна.
Энд k нь тухайн биеийн гэрлийн шингээлтийг тодорхойлдог коэффициент бөгөөд тухайн биеийн шинж чанараас хамаарна. Энэ коэффициент нь гэрлийн урсгалын эрчмээс ихээхэн хамаардаггүй, зөвхөн маш том утгууд дээр k нь тогтмол байхаа больж, I-ээс хамаарал ажиглагддаг. шингээлтийн шугаман бус байдал үүсч, k нь I-тэй пропорциональ байхаа больсон. Тэгшитгэл (10)-ийг нэгтгэснээр бид дараахь зүйлийг олж авна.
(10) тэгшитгэлийн логарифмыг авснаар бид дараахь зүйлийг олж авна.
тогтмол коэффициент k нь (9) тэгшитгэлийн log n утгатай төстэй, өөрөөр хэлбэл. k=log n.
Энэ нь холбогдох хуулиас дараах байдалтай байна.
уусмалын давхаргаар дамжин өнгөрөх гэрлийн урсгалын эрчмийг туссан гэрлийн урсгалын эрчимтэй харьцуулсан харьцаа нь туссан гэрлийн урсгалын үнэмлэхүй эрчмээс хамаарахгүй;
хэрэв уусмалын давхаргын зузаан арифметик прогрессоор нэмэгдвэл геометрийн прогрессоор дамжин өнгөрөх гэрлийн урсгалын эрч хүч буурна.
Хөнгөн монохроматжуулалтыг дараахь аргаар хийж болно.
1) гэрлийн шүүлтүүр;
2) призм;
3) дифракцийн тор.
Гэрлийн шүүлтүүрүүд
зөвхөн спектрийн тодорхой хэсгийг дамжуулж чаддаг медиа гэж нэрлэдэг. Ихэвчлэн фотоколориметрүүд шилийг гэрлийн шүүлтүүр болгон ашигладаг.
.Гравимертик хүчин зүйл (хувиргах хүчин зүйл) - илэрхийлэл ба физик утга
Гравиметрийн хүчин зүйл(эсвэл хувиргах хүчин зүйл) нь стехиометрийн коэффициентийг харгалзан тодорхойлсон бүрэлдэхүүн хэсгийн молийн массыг гравиметрийн хэлбэрийн молийн масстай харьцуулсан харьцаа бөгөөд F үсгээр тэмдэглэнэ.
Жишээлбэл,
2Al 3+ ®2Al(OH) 3 ®Al 2 O 3
Гравиметрийн хүчин зүйлийг энэ томъёогоор тооцоолж эсвэл лавлах номноос авна
Гравиметрийн шинжилгээний үр дүнг томъёогоор тооцоолно
Хаана X- тодорхойлж буй бодисын масс; м- гравиметрийн хэлбэрийн масс; М(X) Мөн М(g.f.) - тус тусад нь шинжлэгдэх бодисын молийн масс ба гравиметрийн харьцаа (г/моль). М(X)/M(g.f.) = Фдуудсан гравиметрийн хүчин зүйл(гравиметрийн хүчин зүйл) эсвэл хувиргах хүчин зүйл. Тиймээс,
Гравиметрийн хүчин зүйлийг тооцоолохдоо анализаторын химийн томъёо ба гравиметрийн хэлбэрийн стехиометрийн коэффициентийг харгалзан үзэх шаардлагатай бөгөөд ингэснээр фракцын тоо ба хуваагч дахь аналитийн атомын тоо ижил байна.
Жишээлбэл, хэрэв тодорхойлж буй бодис нь Fe 3 O 4, гравиметрийн хэлбэр нь Fe 2 O 3 бол таталцлын хүчин зүйл нь тэнцүү байна.
.
Ихэнх практик чухал тодорхойлолтуудын хөрвүүлэх хүчин зүйлийн тоон утгыг өндөр нарийвчлалтайгаар тооцоолж, лавлах номонд өгсөн болно.
.Хугарлын илтгэгчийн концентрацаас график хамаарал
Температурын хугарлын илтгэгчид үзүүлэх нөлөөг хоёр хүчин зүйлээр тодорхойлно: нэгж эзэлхүүн дэх шингэний тоосонцрын тоо өөрчлөгдөх, молекулуудын туйлшралын температураас хамаарах хамаарал. Хоёрдахь хүчин зүйл нь маш их температурын өөрчлөлтөөр л чухал ач холбогдолтой болдог.
Хугарлын илтгэгчийн температурын коэффициент нь нягтын температурын коэффициенттэй пропорциональ байна. Бүх шингэн нь халах үед өргөсдөг тул температур нэмэгдэх тусам хугарлын үзүүлэлтүүд буурдаг. Температурын коэффициент нь шингэний температураас хамаардаг боловч температурын бага интервалд үүнийг тогтмол гэж үзэж болно.
Ихэнх шингэний хувьд температурын коэффициент нь -0.0004-аас -0.0006 1/deg хүртэлх нарийн хязгаарт байдаг. Чухал үл хамаарах зүйл бол ус ба шингэрүүлсэн усан уусмал (–0.0001), глицерин (–0.0002), гликол (–0.00026) юм.
Хугарлын илтгэгчийн шугаман экстраполяци нь бага температурын зөрүү (10 - 20 ° C) үед зөвшөөрөгддөг. Өргөн хүрээний температурын хугарлын илтгэгчийг нарийвчлалтай тодорхойлохын тулд nt=n0+at+bt2+…
Даралт нь шингэний хугарлын илтгэгчийг температураас хамаагүй бага хэмжээгээр нөлөөлдөг. Даралт 1 атм-аар өөрчлөгдөх үед. n-ийн өөрчлөлт нь усны хувьд 1.48·10−5, спиртийн хувьд 3.95·10−5, бензолын хувьд 4.8·10−5 байна. Өөрөөр хэлбэл, температурын 1 ° С-ийн өөрчлөлт нь шингэний хугарлын илтгэгчийг 10 атм-аар даралтын өөрчлөлттэй адилаар нөлөөлдөг.
Ерөнхийдөө n шингэн ба хатуу биетийг рефрактометрийн тусламжтайгаар 0.0001 нарийвчлалтайгаар тодорхойлно. Хамгийн түгээмэл нь призм блок бүхий Abbe рефрактометр ба дисперсийн компенсаторууд бөгөөд масштаб эсвэл дижитал индикатор ашиглан "цагаан" гэрэлд тодорхойлох боломжийг олгодог. Туйлын хэмжилтийн хамгийн дээд нарийвчлалыг (10·10 −10) гониометр дээр судалж буй материалаар хийсэн призмээр туяа хазайх аргыг ашиглан хийдэг. Интерференцийн аргууд нь n хийг хэмжихэд хамгийн тохиромжтой. Интерферометрийг мөн n уусмалын ялгааг нарийн (10·10−7 хүртэл) тодорхойлоход ашигладаг. Үүнтэй ижил зорилгоор хоёр буюу гурван хөндий призмийн системээр цацрагийн хазайлт дээр суурилсан дифференциал рефрактометрийг ашигладаг.
Шингэний урсгал дахь n-ийг тасралтгүй бүртгэх автомат рефрактометрийг технологийн процессыг хянах, автоматаар хянах үйлдвэрлэл, түүнчлэн залруулга хянах лабораторид, шингэний хроматографын бүх нийтийн детектор болгон ашигладаг.
Рефрактометр ашиглан хийдэг рефрактометр нь химийн нэгдлүүдийг тодорхойлох, тоон болон бүтцийн шинжилгээ хийх, бодисын физик-химийн үзүүлэлтүүдийг тодорхойлох хамгийн түгээмэл аргуудын нэг юм.
Зарим бодисын усан уусмалын хугарлын илтгэгчийн концентрацаас хамаарах хамаарал:
рефрактометрийн тунгийн хэлбэр эмийн сан
