3.3 Классификация спектральных приборов по способу регистрации спектров

В зависимости от способа регистрации полученного спектра и его дальнейшего использования спектральные приборы можно подразделить на следующие типы:

• Спектроскопы – предназначены для визуального наблюдения спектров, главным образом при экспресс-анализе веществ. В этом случае в плоскости 6 прибора ставится полупрозрачный экран (матированная стеклянная пластинка), на котором и наблюдается спектр вещества в виде, представленном на рисунках 3, 5 и 6.

• Спектрографы – предназначены для регистрации спектров на фотопленках или фотопластинках. При фотографической регистрации спектров в плоскости (Рис. 2) прибора размещается фотопластинка или фотопленка. Свет, попадая на фотоматериал, вызывает его почернение. Спектр испускания при этом получается в виде черных линий (линейчатый спектр) или полос (полосатый спектр) на светлом фоне (Рис. 7.)

Рис. 7. Линейчатый спектр (верхний рисунок) и полосатый спектр (нижний рисунок) при фотографической регистрации.

• Монохроматоры – предназначены для выделения узкого спектрального диапазона (определенной длины волны) из наблюдаемого спектра, для этого в плоскости 5 прибора (Рис. 2.) помещается узкая выходная щель 6. Перемещая эту щель вдоль фокальной плоскости 5, или смещая спектр относительно нее (поворотом призмы 3), можно выделить необходимую длину волны, т.е. получить монохроматическое излучение. Эта схема используется также при фотоэлектрической регистрации спектров. При фотоэлектрической регистрации используются процессы, в которых энергия света преобразуется в электрический сигнал. Устройства, в которых происходит это преобразование, называют фотоэлектрическими приемниками света. Чтобы зарегистрировать спектр вещества в некотором диапазоне длин, надо последовательно вывести на приемник все длины волн и измерить электрический сигнал, соответствующий каждой длине волны в отдельности. Спектр испускания при этом получается в виде графика зависимости интенсивности излучения от длины волны излучаемого света (Рис.8)

Рис.8 Спектр испускания вещества, полученный методом фотоэлектрической регистрации

4. Схема регистрации спектров поглощения. Качественный анализ по спектрам поглощения. Спектр поглощения крови.

4. 1 Схема регистрации спектров поглощения

Проведение эмиссионного спектрального анализа органических веществ затруднено, так как они разрушаются под действием высокой температуры. В этом случае обычно исследуются спектры поглощения (абсорбционные спектры). С помощью абсорбционной спектроскопии, например, был установлен молекулярный состав многих витаминов, гормонов и т.д.

Схема призменного спектрального прибора в режиме регистрации спектров поглощения приведена на рисунке 9.

Рис. 9. Схема регистрации спектров поглощения

На этой схеме цифрой 1 обозначен источник сплошного спектра (лампочка накаливания), а цифрой 2 вещество, спектр поглощения которого надо зарегистрировать. Далее находится спектральный прибор, ход лучей в котором рассмотрен раннее. Если вещество 2 отсутствует, то на экране спектрального прибора 7 виден сплошной спектр. Если между источником сплошного спектра 1 и входной щелью спектрального прибора 3 установить вещество, то те участки сплошного спектра, которые поглощаются этим веществом, на экране 7 видны не будут. Таким образом, спектр поглощения визуально представляет ряд темных полос на фоне сплошного спектр (Рис. 10)

Рис.10 Вид спектра поглощения в спектроскопе

Расположение темных полос в спектрах поглощения будет различным для разных веществ. На этом основан качественный спектральный анализ по спектрам поглощения.

Удобнее всего регистрировать спектр поглощения на приборах с фотоэлектрической регистрацией – спектрофотометрах, выводя на фотоэлектрический приемник свет разных длин волн. Спектр поглощения при этом получается в виде графика зависимости показателя поглощения k от длины волны падающего излучения λ.