Освещение щели спектрографа

Выбор способа освещения щели спектрографа в значительной степени определяется целями и особенностями выполняемой работы. Для количественного спектрального анализа требуется равномерное освещение щели. Если проводится изучение пространственной структуры источника света (например, распределения температуры, концентрации электронов по различным зонам облака светящейся плазмы), щель нужно осветить так, чтобы распределение освещенности по ее высоте совпадало с распределением яркости в источнике света. При любом способе освещения щели правильные результаты измерений интенсивностей спектральных линий могут быть получены лишь в том случае, если освещенности в сопряженных точках щели и ее изображения пропорциональны. В частности, равномерной освещенности щели должно отвечать равномерное распределение освещенности по высоте изображения, т. е. вдоль изображения спектральной линии. [c.20]

ОСВЕЩЕНИЕ ЩЕЛИ СПЕКТРОГРАФА [c.136]

Освещение щели спектрографа. Начинающих иногда затрудняют слишком долгие экспозиции, недостаточная резкость и удвоение линий, а также появление у линий спутников. Эти недостатки являются следствием неправильного освещения щели спектрографа. При работе со спектрографом надо всегда уделять особое внимание условиям освещения щели, в частности, выбору и установке конденсорной линзы. Если оптика спектрографа достаточна хороша, то для сокращения экспозиции и получения резких линий существенно, чтобы диспергирующая система (призма или решетка) была полностью и равномерно заполнена светом. В то же время нежелательно, чтобы в спектрограф через щель мог поступать лишний свет, так как этот свет, не захватываемый опти ческой системой, рассеивается внутри прибора, вызывая фон на пластинке. Поэтому надо стремиться к тому, чтобы свет, входящий в щель, расходился от нее конусом, ось которого располагалась бы вдоль оптической оси коллиматора, а основание как раз заполняло бы объектив коллиматора. Источник достаточных размеров можно настолько приблизить к щели, чтобы это условие было выполнено без конденсорной линзы. Если [c.228]

Так как время t входит в Я в степени р, вообще говоря, неизвестной, для построения кривой удобнее брать t постоянным, а изменять только Е. Точная дозировка освещенности Е на фотопластинке может быть получена различными способами. Наиболее просто это достигается с помощью дозировки пропорциональной ей освещенности на щели спектрографа. Операцию получения различных почернений, соответствующих строго дозированным количествам освещенности на пластинке, называют нанесением марок почернений. [c.11]

Зависимость освещенности на фотопластинке от ширины щели- спектрографа для строго монохроматической спектральной линии показана на рис. 6 (кривые / и 2) и на рис. 7 (кривая 1). [c.19]

Щель спектрографа обычно освещается источником света, расположенным на некотором расстоянии от нее, или с помощью вспомогательной оптической системы, называемой конденсором. В этих случаях иногда может наблюдаться несоответствие между распределением освещенности на щели и в ее изображении. [c.21]

Работа с установкой. Приступая к работе со спектральной установкой, прежде всего необходимо правильно разместить источник света на оптической оси спектрографа и отъюстировать оптическую систему освещения щели. Сначала следует установить источник. Дуговой штатив помещается в конце оптического рельса и зажигается дуга между железными электродами (конденсоры 3 и 5 нужно предварительно снять с рельса). При широко открытой щели наблюдают сквозь прорезь в кассетной части спектрографа его объектив и призму. Наблюдения ведутся в крайней правой части прорези в районе участка видимого спектра. Положение электродов уточняется так, чтобы изображение горящей дуги наблюдалось почти в центре призмы (несколько правее его). Затем на рельсе устанавливаются конденсорные линзы 3 и 5, которые с помощью установочных винтов на их оправах поочередно центрируются на оптической оси так же, как это делается в задаче 1. При этом нужно пользоваться штриховым перекрестием на крышке щели, совмещая с ним центр изображения дуги. Окончательные расстояния линз и дуги от щели указаны на рис. 12. [c.34]

Оптическая схема спектральной установки показана на рис. И. Для получения спектрограммы используют кварцевый спектрограф ИСП-22, описание которого дано в задаче 2. Ширина щели берется равной 0,025 мм. Освещение щели при количественном анализе должно быть таким, чтобы совершенно исключалось виньетирование щели и источника света и чтобы освещение по высоте щели было строго равномерным. Наиболее полно этим условиям отвечает трехлинзовая ахроматическая система освещения (рис. 12). Порядок работы при установке линз и источника света на оптическом рельсе указан в описании задачи 2. [c.45]

Выбирают условия освещения щели, проверяют юстировку оптической системы. Проверяют качество фокусировки спектрографа. Для этого фотографируют спектр железа, имеющий боль-щое количество тонких линий, с шириной щели, примерно равной нормальной (см. задачу 1). [c.240]

Недостатком вогнутой решетки является астигматизм. Эта аберрация проявляется в том, что точка на входной щели изображается на круге Роуланда в виде отрезка прямой, параллельного штрихам решетки. Следствием этого является уменьшение освещенности изображения спектральной линии. Из-за астигматизма повышаются требования к точности установки входной щели спектрографа параллельно штрихам решетки, ибо небольшой наклон щели относительно штрихов приводит к размытию линий, в то время как в спектрографах с плоскими решетками это приведет лишь к наклону спектральных линий, т. е. качество спектра не ухудшится. Для уменьшения астигматизма вогнутые дифракционные решетки иногда выполняют с переменным шагом или их нарезают на асферической поверхности — тороидальной, эллиптической и др. [c.444]

Осветительные системы разрабатываются исходя из задач, которые должен решать спектральный прибор. При качественном анализе важно осветить щель наиболее чувствительным участком источника. Для количественного анализа необходимо полу-чить равномерное освещение щели всеми точками источника. Осветительная система спектрографа должна давать возможность воспроизведения обоих способов освещения щели. Независимо от вида спектрального анализа осветительная система должна обеспечить максимальное использование разрешающей способности и светосилы прибора. [c.387]

Для количественного анализа необходимо получить равномерное освещение щели всеми точками источника. Осветительная система спектрографа должна воспроизводить оба способа освещения щели. Независимо от вида спектрального анализа осветительная система должна обеспечивать максимальное использование разрешающей способности и светосилы прибора. Рассмотрим несколько схем освещения щели. [c.378]

Щель спектрографа расположена в плоскости Р. Щель очень узка и параллельна полосам, наблюдаемым в монохроматическом свете. Она проходит через точку А, являющуюся изображением точки А, создаваемым линзой Ь. Что получится на фотопластинке, если интерферометр освещен источником непрерывного спектра Для упрощения этого и последующих вопросов примите такие допущения [c.250]

Разрешающая способность спектрографа. Спектральный прибор отображает строго монохроматическое излучение, освещающее входную щель, в виде некоторого распределения освещенности. Зто распределение называют инструментальным контуром спектральной линии. Его вид определяется совместным действием различных факторов. К их числу относятся дифракция на действующем отверстии спектрографа различные аберрации и другие погрешности оптики прибора, ширина входной щели и зернистая структура фотографической эмульсии. Если один из этих факторов является преобладающим, форма инструментального контура линии в основном определяется его действием. [c.15]

Светосила. Для оценки воздействия спектрального прибора на приемник излучения применяется характеристика, называемая светосилой. Численно светосилу определяют, как коэффициент пропорциональности, связывающий измеряемую приемником фотометрическую величину (световой поток, освещенность) и яркость в. плоскости щели. Светосила спектрографа определяется соотношением [c.17]

Рассмотрим теперь зависимость освещенности вдоль изображения щели от способа ее освещения. Соответствие между распределением освещенности вдоль щели и по высоте изображения спектральной линии может искажаться влиянием эффекта виньетирования. Сущность этого эффекта состоит в следующем. Если щель велика по высоте, световые пучки, выходящие из нецентральных участков щели и источника, распространяясь внутри спектрографа под углом к оптической оси, не полностью используются оптической системой прибора. Часть света теряется на оправах объективов и на краях призменной системы (рис. 8, а). [c.21]

Профиль дифракционной картины, образующейся в спектрографе с прямоугольной апертурой при освещении бесконечно узкой щели плоской монохроматической волной, имеет вид [c.418]

Светосила. Светосила спектрального прибора характеризует освещенность (или световой поток), которую создает оптическая система в плоскости изображения спектра. От светосилы спектрального прибора зависит экспозиция, с которой фотографируется спектр на спектрографе, и ширина щели, когда спектр регистрируется на спектрофотометре. В зависимости от способа регистрации света и источника света (линейчатого или непрерывного) светосила определяется через различные параметры спектрального прибора, но во всех случаях она пропорциональна квадрату относительного отверстия с1Ц объектива камеры (с — диаметр, — фокусное расстояние, см. рис. 11.1) и коэффициенту пропускания т (отношению монохроматического светового потока, прошедшего через прибор, к падающему на входную щель). [c.127]

Расчет освещенности спектральных линий производится для спектрографов. Для монохроматоров рассчитывают величину лучистого или светового потока, проходящего через выходную щель. [c.379]

Рис. 337. Схема освещения щели спектрографа с помощью рассеивающего свет экрапа.

Полученный результат справедлив лишь при достаточно широкой щели, когда можно пренебреч . дифракционными эффектами. Пусть ширина входной щели настолько мала, что объектив коллиматора окажется в пределах первого дифракционного максимума, иными слова.ми, ф == л/6, т. е. мы имеем дело с нормальной щелью. Тогда при дальнейшем сужении щели эффективно используемый световой поток будет резко падать. Зависимость освещенности в центре спектральной линии от ширины щели спектрографа (в единицах нормальной щели Ьо) показана на рис. 6.58. Из графика видно, что при регистрации линейчатых спектров выгодно выбирать щель, ширина которой в 2—3 раза больше ширины нормальной щели. [c.327]

Объективы коллиматора и камеры спектрографа имеют однаковые диаметры, а их фокусные расстояния равны соответственно fl и При помощи конденсора достигнуто освещение щели, при котором объектив коллиматора полностью заполнен светом. Доказать, что светосила прибора зависит только от объектива камеры. [c.890]

Рис. 7. Зависимость освещенности на фотопластинке от ширины щели спектрографа 1—для монохроматиче-

Рис. 9. Освещение щели с помощью однолинзового конденсора / — источник света 2 — конденсорная линза 3 — щель спектрографа

В количественном спектральном анализе освещение с помощью однолинзового или двухлинзового конденсоров может оказаться непригодным. Для сочетания условий равномерного освещения щели и заполнения действующего отверстия прибора иногда прибегают к нерезкому отображению источника на щель, проектируя его на объектив коллиматора. Чаще же применяют сложные конденсорные системы, состоящие из нескольких линз, обеспечивающие равномерные освещение щели и распределение освещенности вдоль спектральной линии при полном использовании действующего отверстия спектрографа. Примером может служить трехлинзовая система освещения, применяемая в задачах 2 и 3. [c.23]

Рис. 12. Ход лучей в трехлинвовой системе освещения / — источник света 2 —кварцевая защитная пластинка 3, 5, 6 — линзы 4 — диафрагма револьверного типа с отверстиями 7 — гартмановская диафрагма 8 — щель спектрографа 9 — объектив коллиматора

При исиользоваинн источников света точечного типа применение растровых конденсоров обеспечивает достаточно равномерное освещение щели по высоте при довольно больших ее размерах. Осветитель к спектрографу может быть построен в этом случае по схеме рис. 79, а, т. е. с установкой щели в естественном световом поле. Если к тому же на щель спектрографа проектировать несколько размытые изображения источника, то можно получить равномерно освещенное ноле хорошего качества от источника с неравномерно излучающей поверхностью. [c.116]

ИСТОЧНИК мал, то должен быть применен конденсор— собирающая линза. В обоих случаях первая задача юстировки—поместить источник так, чтсбы он находился на оси коллиматора. Для этого рекомендуется следующая простая процедура. Шель спектрографа открывают примерно до ширины в 1 мм и передвигают источник (для этой дели подходит стандартная дуга с железными электродами) как в Соковом, так и в вертикальном направлении, пока узкий пучок света, проходящий через щель, не упадет на центр призмы или решетки спектрографа. Если надо применить конденсорную линзу, то ее прежде всего устанавливают так, чтобы она фокусировала на щели изображение источника. Лучше пользоваться увеличенным, нежели уменьшенным изображением источника на щели, если только обеспечено при этом полное заполнение апертуры спектрографа. Использование уменьшенного изображения не дает рыигрыша в экспозиции, так как, хотя освещенность щели при этом и увеличивается, это достигается за счет увеличения раствора конуса лучей за пределы апертурного угла коллиматорного объектива. Излишние же лучи, как указывалось, играют вредную роль. Уменьшенное изображение имеет еще и тот недостаток, что дает очень узкий и неравномерный по высоте спектр. Когда источник и конденсор приведены в надлежащее положение, следует проверить установку, поместив глаз в плоскости спектра и наблюдая, полностью ли и равномерно ли заполнена светом оптическая система. Юстируя прибор, часто полезно бывает использовать то обстоятельство, что световой луч проходит систему в прямом и обратном направлении по одному и тому же пути. Поэтому, используя, например, большую вогнутую решетку, когда источник и решетка располон<ены в отдельных помещениях, рекомендуется поместить перед решеткой полоску белой бумаги и осветить ее так, чтобы она была видна через щель, если вести наблюдение со стороны источника, а затем вывести дугу (при выключенном токе) на эту линию визирования. При использовании конденсорной линзы последующие установки источника на оптической оси коллиматора не вызывают затруднения. Установив конденсор на оси прибора, его фиксируют в этом положении. Тогда при замене источника его каждый раз устанавливают так, чтобы его изображение фокусировалось точно на щель. В повседневной работе целесообразно использовать оптическую скамью, соединив ее со спектрографом. Для фокусировки источника на щель можно также пользоваться вогнутыми зеркалами они имеют то преимущество, что дают ахроматическое изображение однако в других отношениях зеркала неудобны, и линзам обычно отдается предпочтение. Пользуясь линзами, следует помнить, что свет различных длин волн фокусируется на различных расстояниях от линзы. При работе с большими приборами, когда фотографируется единовременно только небольшой участок спектра, это несущественно, если принять меры, чтобы сфокусировать на щели именно требуемую область длин волн однако при работе с небольшими приборами, охватывающими большую область спектра, каковы обычные кварцевые спектрографы, указанное обстоятельство может повлечь за собой большие изменения интенсивности по спектру. Если нужен отдельный участок спектра, то линзу следует установить так, чтобы на щели фокусировался свет нужного интервала длин волн, но если нужен весь спектр, как, например, с целью ознакомления с общим видом спектра, то, как правило, представляется целесообразным фокусировать на щель изображение источника в самом коротковолновом ультрафиолетовом [c.229]

Условие заполнения объектива коллиматора светом выполняется для точки источника, расположенной на оптической оси. Для других точек источника (точка А на рис. 8, а) световые пучки попадают в объектив коллиматора лишь частично. Вследствие этого конец спектральной линии, для которого точка К на щели и точка Л в источнике являются сопряженными, освещен слабее центральных участков линии. Виньетирование устраняется с помощью вспомогательной линзы 5, которая устанавливается непосредственно перед щелью и создает изображение линзы 2 на объективе коллиматора 4 (рис. 8, б). Все лучи, выходящие из одной точки источника и проходящие через одну точку щели, попадают в оптическую систему спектрографа и образуют сопряженную точку в изображении спектральной линии, если нет потерь на других диафрагмах прибора. Освещенности в спектральной линии и на щели оказываются пропорциональными друг другу. Систему освещения, состоящую из конденсора 2 и антивиньетирующей линзы 5, иногда называют двухлинзовым конденсором. [c.23]

Для правильного освещения спектрографа источник света должен быть установлен строго на оптической оси коллиматора, а оптическая ось конденсорной линзы должна совпадать с его осью. Установка дуги и конденсорной линзы выполняется следующим образом. Сначала штатив с электродами (дуга не горит ) придвигают ближе к щели и устанавливают дуговой промежуток точно против центра щели (перекрестие линий на крышке щели). Затем штатив передвигают на конец рельса, зажигают дугу и уточняют положение электродов с помощью конденсорной линзы, перемещаемой по рельсу так, чтобы на крыщке щели получались то уменьшенное, то увеличенное изображение. Внося поправки сначала в положение конденсора при уменьшенном изображении дуги, затем в положение дугового промежутка на оси при увеличенном его изображении, добиваются симметричного относительно центра щели положения изображения дуги. Если смотреть со стороны камерного объектива (конденсор предварительно убрать с рельса) при широко открытой щели, то изображение правильно установленного источника света будет казаться расположенным в центре призмы (несколько правее). Расстояние от источника света до щели не должно быть меньше 4/конд. В данной задаче фокусное расстояние конденсорной линзы /конд=75 мм ее диаметр конд=40 мм. [c.25]

Рис. 5.15. Хрсыатичсскнс аберрации схемы КВС. а — преобразованное изображение щели при освещении излучением многомодового лазера, б — изображение щели после спектрографа PGS2 на экране ЭОПа.

Для полного заполнения светом объектива коллиматора необходимо установить источник света и линзу-конденсор на оптическую ось спектрографа. Для этого сначала с рельса убирают конденсор, щель открывают до 2. мм и ограничивают по высоте фигурной диафрагмой до 2 м.м. Затем пододвигают дугу к щели и электроды устанавливают по центру щели (для этого можно воспользоваться перекрестье.м колпачка щели). Отодвинув штатив на прежнее место, включают дугу и расс.матривают через кассег-ную часть изображение электродов (плаз.му). При правильной установке дуги на оптическую ось в центре освещенного объектива будет видно яркое пятно плазмы. Затем устанавливают конденсор и добиваются, чтобы изображение электродов приходилось на центр перекрестья колпачка щели. После того как конденсор установлен на оптическую ось, можно менять электроды без повторения всех операций, так как теперь вполне достаточно (не трогая линзы) установить положение электродов с помощью регулировочных винтов таки.м образом, чтобы их изображение было по центру цели. [c.136]

Рис. 77. Появленпе структуры спектральной линии при когерентном освещении. Контур линии при ширине щели 0,02 мм (а) и при ширине щели 0,045 мм (б), Х=3600 А, спектрограф ИСП-22.

Независимо от способов регистрации спектров должна быть пренеде всего тщательно исследована применяемая для измерения спектральная аппаратура (спектрограф, монохроматор). Особое внимание следует обратить иа ус.ловия освещения входной щелн и на выбор ширины входной и выходной щелей. От выбора ширины щелей зависят, как ранее указывалось, чистота снектра, [c.384]

Сочленение оптической системы микроскопа и спектрографа, вообще говоря, может быть выполнено четырьмя отличными способами, соответственно ранее рассмотренным двум существенно отличным способам освещения микропрепаратов в микроскопе (см. гл. 1, 5) и двум отличным способам освещения входной щели спектрального прибора (см. гл. 2, 4). [c.398]

При этих же условиях неизменного относительного отверстия входного коллиматорного объектива освещенность спектральных линий на фотопластинке также пропорциональна квадрату относительного отверстия выходного колиматорного объектива (объектива камеры спектрографа), но от площади входной щели не зависит. [c.430]

Особое место при градуировке спектрографа занимает интерференционно-расчетный метод. Он заключается в следующем перед входной щелью спектрального прибора помещается интерферометр типа эталона Фабри—Перо, освещенный параллельным пучком лучей от источника непрерывного спектра. В этом случае спектр в фокальной плоскости будет пересечен вертикальными интерференционными полосами равного хроматического порядка. Для интерференционных максимумов, как ясно из рассмотрения ПРХП (см.сс. 129—132), при условии, что промежуточный слой — воздух, справедливо равенство 2ta = k, где t — толщина слоя а — волновое число k — порядок интерференции. Это равенство может быть записано несколько иначе при условии, что k = ko- -k, [c.481]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...