Monokromatikus sugárzás - fizikai enciklopédia
Monokromatikus sugárzást (a görög monos -. És egy chroma, szül halálesetek chrOmatos -. Color) - e - mag. egy határozott és szigorúan állandó frekvenciájú sugárzás. Az "M. és." Kifejezés eredete. annak a ténynek köszönhető, hogy a fényhullámok frekvenciájának különbségét az ember úgy érzékeli, mint a színkülönbséget. Azonban, a természet az elektromágneses hullámok a látható tartományban, fekvő tartományban 0,4-0,7 mikron, nem különböztethető meg az e - MAGN. más spektrumú hullámok (IR, UV, röntgen stb.), amelyekhez a "monokromatikus" (monokromatikus) kifejezést is használják, bár ezek a hullámok nem adnak semmilyen színt.
Elmagne elmélete. sugárzás, Maxwell-alapú egyenletek. leírja az M. és a. mint harmónia, rezgés. amely változatlan amplitúdóval és frekvenciával végződik végtelenül hosszú ideig. Lapos monokromatikus. a hullám elektromágneses. a sugárzás egy teljesen koherens terület (lásd a koherencia) példáját mutatja be, amelynek paraméterei változatlanok a tér bármely pontján és ismert az időbeli változásuk törvénye. Mindazonáltal a sugárzási folyamatok mindig időben korlátozottak, ezért az M. és a. egy idealizáció. Valódi természet. a sugárzás általában egy bizonyos számú monokromatikus összeg. hullámok véletlenszerű amplitúdókkal, frekvenciákkal, fázisokkal, polarizációval és a szaporítás irányával. Minél szűkebb a megfigyelt sugárzás frekvenciái, annál inkább monokromatikus. Így a det. a szabad atomok (pl. ritka gázok) emisszióspektrumainak vonala, nagyon közel az M. és a. (ld. Atom spektrumok); mindegyik vonal megfelel egy atom m állapotú atomnak egy magasabb energiával és n alacsonyabb energiájú állapotba való átmenetéhez. Ha ezen államok energiáit szigorúan rögzítették. és az atom sugárzik M. és. frekvencia vm = () / h. Azonban a magasabb energiájú államokban az atom csak rövid ideig lehet Dt (általában 10 -8 s - úgynevezett.
az energia élettartama. szint), és a bizonytalanságok szerint a kvantumállapot energiájának és élettartamának aránya (D · Dt> = h). energia, pl. Az állam m értéke + + D és. Ezért a spektrum minden vonalának sugara megegyezik a Dvmn = D / h = 1 / Dt frekvenciaintervallummal (további részleteket lásd a spektrális vonal szélességében).
Ideális M. és. nem lehet természeténél fogva, általában monokromatikusan vizsgálja a sugárzást keskeny spektrális intervallummal, amely megközelítőleg egy frekvenciával (vagy hullámhosszal) megközelíthető.
Eszközök, amelyek segítségével a valós sugárzás szűk spektrumi intervallumokat hoz létre, az úgynevezett. mono -hromatorami. Rendkívül erősen monokromatikus sugárzás jellemző bizonyos típusú lézerek (a szélessége a spektrális emisszió intervallum értéket ér el 10 -7 nm, amely jóval keskenyebb, mint a szélessége a atomi színképvonalak).
HIVATKOZÁSOK Bourne, M. Wolf, E., Optika alapjai. angolul. 2 ed. M. 1973; Kaliteevsky N. I. Hullámoptika. 2 ed. M. 1978. L. N. Canarsky.
MOHOXPOMATOP - spektrális optikai. eszköz a szelektív optikai spektrumú szűk spektrumok kivonására. sugárzás. M. áll (ábra. 1), a belépő rés megvilágított 1. sugárforrás, kollimátor 2. A diszperziós elem 3. fókuszáló lencse 4, és a kilépő nyílás 5. A diszperziós elem térben leválasztja a gerendák különböző hullámhosszú l, irányítja őket, különböző szögekben F, és a fókusz síkjában a lencse 4 kialakított spektrum - egy sor képek a belépő rés fényében minden hullámhosszon a forrás által kibocsátott. A spektrum szükséges részét a diszperziós elem forgatásával kombináljuk a kimeneti résszel; a rés szélességének megváltoztatása 5. változtassa meg a kiválasztott szakasz dl spektrális szélességét.
Ábra. 1. A monokrómátor általános terve: 1 - sugárforrás által megvilágított bemeneti csúszda; 2 - bemeneti kollimátor; A 3. ábra egy kivágó elem; 4 - a kimeneti kollimátor lencse fókuszáló; 5 - kimeneti rés.
Az M. diszperziós elemei diszperziós prizmákként és diffrakcióként szolgálnak. rács. A szénük. diszperziós D = Df / Dl együtt f fókusztávolságú lencse 4 meghatározza a lineáris diszperzió Dl / df = Df (Df - szén különbség irányban sugarak, hullámhosszak-ryh különböznek Dl ;. Dl - távolság a síkban a kilépési rés elválasztó ezeket a gerendák ). A prizmák olcsóbbak, mint a gyártási rácsok, és nagy diszperzió van az UV-régióban. Azonban a diszperzió jelentősen csökken a növekvő l-vel és a különböző anyagokból származó prizmákra van szükség a spektrum különböző területein. A rácsok mentesek ezektől a hátrányoktól, állandóan nagy diszperziójuk van az optikai tartományban. tartomány és egy előre meghatározott felbontású határérték lehetővé építésére M. néző lényegesen nagyobb fényáram, mint a prizmatikus M.
DOS. M. jellemzői Optikai paramétereinek megválasztása. rendszerek: a sugárzó fluxus Ф'l. áthalad a kilépési nyíláson; a dl * felbontás határértéke, azaz. különbség hullámhosszak több megkülönböztethető a kimeneti sugárzás vagy M. állásfoglalására r. mint bármely más spektrális eszköz esetében. az l / dl * arány, valamint az A0 kollimátorlencsék relatív nyílása. Felbontás r. szélessége elválasztjuk spektrális intervallum dl, és a spektrális eloszlása a sugárzási energia áthaladó kilépőrésen, a készülék funkció határozza meg, hogy-Rui M. lehet kifejezni a kisugárzott energia áramlás eloszlásának szélessége mentén a kép a belépő rés (a síkban a kilépő rés), ha ez utóbbi által megvilágított monokromatikus sugárzást.
Fényáram. F'l = ml Fl = τlLWl Wdl. ahol m az együttható. áttétel M; Fl a fényáramlás az M-re; Bl a bemeneti rés spektrális fényereje; S a kilépési rés területe; W a fókuszáló lencsék sugarainak szilárd szöge, közelítve a kimeneti réshez. A termék S W = S0 W0 (a 0 indexek a bemeneti réshez kapcsolódnak), amikor a fényáram a készüléken áthalad, állandó marad (ha a fénysugarakat a diafragmák nem vágják le) és hívják. Geom. a készülék tényezője. T. k. W = pd2 / 4f2 = pA2 / 4, ahol f. d és A a fókusztávolság, az átmérő és a tényleges relatív rekesznyílás, valamint S = hb (h a magasság, b a kimeneti rés szélessége), Az optimális meghatározásakor, az M. működési feltételei, a fényforrás spektrumának jellege, legyen az lineáris vagy folyamatos, fontos, amely lefedi a bejárati rést. Az első esetben a kimenő fluxus arányos a kimeneti rés szélességével, a második esetben - a 2. rés szélességének négyzetére és a továbbított spektrális tartomány (dl) 2 négyzetére; egy adott dl esetében a kimenő fluxus arányos az M. lineáris diszperziójával.
Az M. célkitűzések (kollimáció és fókuszálás) lehet lencse vagy tükör. Tükrözött lencsék hasznosak szélesebb spektrális tartományban, mint a lencse, és ellentétben az utóbbi, nem igényel átcsoportosítása meg az átmenet az egyik részét a spektrum kiosztott egy másik, ami különösen kényelmes, az IR és UV régiók a spektrum.
Ábra. 2. Autocollimation scheme: 1 - egy tükör, amelynek forgatásával a spektrumot beolvasztják.
Ábra. 3. z-alakú szimmetrikus séma: 1 - diffrakciós rács; 2 - gömb alakú tükör.
Számos létező optikai egységből. M. rendszereket lehet megkülönböztetni, amellett, hogy a hagyományos (ábra. 1), autokollimációs (ábra. 2), Z alakú (3.), A kapcsolási elrendezés a rések, egymás fölött, vagy csak egyik rés, egy raj tetején. szolgál a bemeneti rész és az alsó - kilépőrésen, stb Azokban az esetekben, ahol különösen fontos, hogy elkerüljük belépő kilépő nyíláson M. szórt fény hullámhosszúságú távol a kibocsátott spektrális régiót (például egy spektrofotometriás-metria.) .. alkalmazzák az úgynevezett. kettős képviselő két M. M. elrendezve, hogy a fény a kilépést az első M. hiányzik a második és az első kilépő rés a belépő rés a második (ábra. 4). Attól függően, hogy a relatív pozíciója a diszperzív elemeken minden ilyen kettős M. M. megkülönböztetni az összeadással és kivonással diszperziók. Eszközök azzal a kiegészítéssel, diszperziók nem csak sokszor szintjének csökkentésére szórt fény a kilépés, hanem növeli a felbontást M. és amikor engedélyt adott -, hogy növeljék a kijövő fényáramot (azaz meghosszabbítja a különbség ..). A kettős M. a diszperziók levonásával lehetővé teszi a szétszórt fény szintjének csökkentését anélkül, hogy növelné a felbontóképességet. A kimeneti résen belül ugyanaz a spektrális kompozíció fénye jön létre, amellyel elhagyta a vázlatot. rés. Az ilyen M. kevésbé hatékony, mint az M. diszperziók hozzáadásával, de lehetővé teszik a szkennelést a cp mozgatásával. a készülék diszperziós síkjában lévő rések, amelyek nagyon alkalmasak a spektrofotométerek számára. különösen a nagysebességű. Egyes esetekben, amikor egyszerre többet kell kiosztani. szűk spektrális intervallumok közelében, egyszerű M több kimeneti rést használnak, úgynevezett. polychromators.
REFERENCIÁK Laboratóriumi optikai eszközök, ed. LA Novitsky, 2 ed. M. 1979; Tarasov KI Spectral devices, 2 ed. L. 1977; Peysakhson IV Optika Spectral Devices, 2. kiad. L. 1975. A. P. Gagarin.