ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Экспериментальное определение абсолютных интенсивностей излучения и поглощения газов из "Количественная молекулярная спектроскопия и излучательная способность газов" При количественных (спектроскопических) исследованиях радиационно-теплового переноса, количественном спектральном анализе и т. д. необходимо использовать оценки абсолютной интенсивности (поглощения или излучения) и абсолютные значения спектральных показателей поглощения. В этой главе кратко излагаются общие принципы, применяемые при измерениях абсолютных интенсивностей изолированных спектральных линий и колебательно-врагцательных полос (разд. 6.2—6.8), и описываются эксперименты по определению интенсивностей в молекулярных и атомных спектрах (разд. 6.9—6.13). Как будет показано, обычно можно получить хоропше оценки абсолютных интенсивностей при соблюдении достаточной тщательности и если может быть сконструирована изотермическая экспериментальная установка, пригодная для количественных измерений. [c.77] 5 описаны экспериментальные условия, нри которых получаются правильные оценки интегральной Пронускаемости и коэффициентов поглощения прн исследованиях как спектров поглощения, так и излучения. В разд. 6.4 тесно связанные с ними методы анализа используются для онределения экспериментальных условий, пригодных для измерений абсолютной интенсивности. [c.77] Таким образом, когда оптическая плотность X приближается к нулю, предельный угловой коэффициент графика зависимости Кь/Нщ от оптической плотности равен интегральному показателю поглощения. Экспериментальные условия, при которых применяется (6.3), соответствуют, очевидно, линейным частям кривых роста (см. фиг. 4.6), где сходятся кривые, рассчитанные для различных параметров формы линий а. [c.78] Следовательно, интегральный показатель поглощения 15 можно определить из кол1хчественных измерений коэффициента поглощения нри условиях, когда применимо выражение (5.8). [c.78] Неносредственное экспериментальное определение светимости спектральной линии может быть выполпеио нри соблюдении ограничительных условий, рассмотренных в гл. 5. Получающуюся оценку светимости можно затем исиользовать для определения Р Х и 3 с помощью кривых роста, если только известен параметр формы линии а. Эта операция в общем является удачной только при низких давлениях и повышенных температурах, когда а практически равно нулю (чисто допплеровское уширение). В противном случае для однозначного определешхя Р Х (см. разд. 6.5) должны быть сделаны два измерения. [c.78] Результаты, полученные таким способом при однократном (длина оптического пути XI) и многократном (длина оптического пути Х2) прохождении света, могут быть использованы для определения эффективных абсолютных значений как параметра формы линии а, так и интегрального показателя ноглощения изолированной спектральной линии, принадлежащей известному излучателю или поглотителю. [c.80] В качестве примеров использования онисанной выше процедуры рассмотрим теперь экспериментальные условия, пригодные для определения значений сил осцилляторов для двух произвольных спектральных линий. [c.80] Исследования дисперсии в инфракрасной области спектра можно-исиользовать для получения оценок абсолютных значений интенсивности, если применить подходящие теоретические выражения для зависимости квадрата показателя преломления п от длины волны. Величина - 1 в инфракрасной области спектра состоит из трех по существу различных компонент 1) компоненты, связанной с электронной поляризацией, которая может быть рассчитана, исходя из измерений показателя преломления в видимой области спектра 2) компоненты, связанной с поглощением в колебате,льио-вращательных линиях инфракрасных полос, которая может быть выражена в такой форме, что в качестве неизвестного параметра будет входить только интегральный показатель ноглощения полосы 3) компоненты, связанной с вращением отдельных молекул, которая зависит от иостоянного динольного момента и дает в величину 1 такой вклад, который может и не быть пренебрежимо малым для некоторых из простейших двухатомных молекул. [c.82] Экспериментальная техника для измерений дисперсии в инфракрасной области (т. е. для изучения зависимости показателя пре.помления от длины волны) достигла высокой степени совершенства [16 — 21]. Действительно, можно определять показатель преломления с точностью до одной десятимиллионной и даже выше [20, 21]. По сравнению с измерениями поглощения и излучения в инфракрасной области измерения дисперсии обладают тем недостатком, что они менее прямые и требуют более совершенного оборудования. Более того, очень велики трудности, связанные с измерениями дисперсии при высокой температуре до сих пор нет опубликован-нмх данных, относящихся к измерениям нри повышенных температурах. [c.82] С другой стороны, изучение соответствующей литературы показывает, что данные по дисперсии в инфракрасной области при комнатной температуре дают обычно для оценок интенсивности такие /ке результаты, что и полученные из прямых измереии поглощения. Обсуждение экспериментальных и теоретических подробностей, связанных с определением абсолютной интенсивности с немощью измерений дисперсии будет проведено в гл. 11. Пока мы ограничимся замечанием о том, что тщательные количественные измерения поглощения, подобные описанным в разд. 6.9— 6.13, могут дать значение абсолютной интеисивности с точностью до 5% и даже выше, что в общем достаточно для тех практических приложений, которые мы будем рассматривать. [c.82] В работе [22] использован новый косвенный метод для измерений абсолютной интенсивности в инфракрасной области. Этот эксперимент состоял в измерении изменения объема газа, заключенного в закрытый сосуд, при поглощении энергии излучения, интенсивность которой в выбранном спектральном интервале измерена. Так как количественные оценки, сделанные для СО с помощью этой методики, дают результат с точностью до множителя 2, то, по-видимому, для получения точных количественных данных необходимы некоторые улучпгения методики. [c.83] Часто можно измерить светимости групп спектральных линий относительные интенсивности этих линий можно получить из теоретических соображений (см. гл. 7). В этих случаях целесообразно проверить по крайней мере согласованность экспериментальных данных с помощью такого представления, в котором ясно проявились бы систематические отклонения от теоретических предсказаний. [c.83] Теперь проиллюстрируем экспериментальный метод, примененный для измерений абсолютной интенсивности, и подробно опишем типичные опыты, которые были выполнены для получения особо надежных результатов. [c.84] Экспериментальные исследования поглощения окиси углерода в инфракрасной области были выполнены на инфракрасном спектрометре Перкина — Элмера (модель 12С) с призмой из фтористого лития. Спектральное разрешение, полученное с установленной па спектрометре шириной щели, составляло примерно 4 см для осповной полосы и 30 см для первого обертона. Был использован обычный коммерческий газ без дальнейшей очистки. Различные исиользованпые газы, фирмы их поставляющие, а также номинальный состав газов указаны в табл. 6.1. [c.84] В конструкции, показанной на фиг. 6.2, между торцевой пластиной и корпусом имеются два концентрических прокладочных кольца меньшее из них 2) расположено перед окном, а большее 1)— между торцевой пластиной и корпусом камеры. Прокладка 4, сделанная из неопрена плн такого пластика, как тефлон, находится между окном и упором для нeг(J в корпусе камеры. В зтом месте предпочтительнее ставить кольцевую прокладку с прямоугольным сечением, а не с круглым, так как, изменяя толщину прокладки, можно использовать окна различной толщины. [c.85] В конструкции, показанной на фиг. 6.3, окно расположено в торцевой. пластине и поддерживается кольцом 2 (с круглым сечением) и прокладкой 4, Второе кольцо с круглым сечением 2 расположено между торцевой пластиной и корпусом камеры. Преимуществом этой конструкции является то, что она дает возможность вынимать окна для чистки и полировки, особенно если боковые поверхности кристаллов покрыты глиптоловым лаком или другим подобным цементирующим веществом. [c.85] Вернуться к основной статье