Спектральні прилади

Спектральні прилади — це прилади, призначені для дослідження спектрального складу електромагнітних випромінювань по довжинах хвиль (в оптичному діапазоні 10-3…103 мкм.), визначення спектральних характеристик випромінювачів та об’єктів, які взаємодіяли з випромінюванням, а також для спектрального аналізу.

Найпростіший метод розподілу інтенсивності світла по частотах – розкладання світла в спектр за допомогою призми з подальшим скануванням чутливим елементом отриманого спектра.

Як чутливий елемент використовується чутлива до нагрівання пластину термометра опору, попередньо покрита сажею для покращення поглинання світла. Ширина Δl пластини повинна відповідати спектрального ділянці Δv (див. малюнок нижче). Сигнал, який буде зніматися з термометра опору, виявиться пропорційний поглиненої енергії світла в інтервалі частот Δv — спектральної щільності інтенсивності випромінювання. Відкладаючи по осі абсцис значення частот, що відповідають серединам інтервалів Δv, а по осі ординат — спектральну щільність інтенсивності випромінювання, ми отримаємо криву розподілу енергії по частотах.

На малюнку зображена видима частина спектру електричної дуги.

Спектральні апарати застосовуються для точного дослідження спектрів. Схема пристрою подібного апарату — спектрографа:

Досліджуване випромінювання потрапляє в коліматор, який є трубкою, на одному кінці якої є вхідна щілина, а на іншому — збираюча лінза L1. Щілина розташована у фокусі лінзи. Після лінзи паралельний пучок світла направляється на призму — диспергирующий елемент приладу (основна частина). Виходять з призми паралельні пучки потрапляють на лінзу L2, у фокусі якої розташований екран — фотопластина або матове скло. Лінза L2 фокусує паралельні пучки променів на екрані, де замість одного зображення щілини виходить ряд зображень. Кожному вузького спектрального інтервалу відповідає своє зображення. Всі ці зображення разом і утворюють спектр.

Призми можуть бути виготовлені не тільки зі скла, але і з кварцу, кам’яної солі й інших матеріалів, в залежності від того, який інтервал частот (або довжин хвиль) спектру випромінювання досліджується — видимий, UF або ІК. Замість призми як диспергуючий елемент також можна використовувати дифракційні решітки.

Посилання на основну публікацію