ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Связь оптических характеристик плазмы с концентрацией свободных атомов в условиях эксперимента из "Атомно-абсорбционный спектрохимический анализ" Как это было показано в предыдущем разделе, определить концентрацию свободных атомов в плазме по линиям поглощения можно несколькими приемами, на первый взгляд, почти равноценными по поглощательной способности Ау или же по величине интегрального (/ ду), а также и линейного ку) коэффициентов поглощения. Однако практические возможности реализации этих приемов далеко не одинаковы. Представляет интерес обсудить экспериментальные способы измерения этих величин, чтобы составить представление об их относительной практической ценности. [c.35] Так как ширина линий составляет примерно сотые доли нанометра, экспериментально построить их контуры можно только с помощью приборов высокой разрешающей силы, таких, например, как интерферометр Фабри — Перо. Техника подобного рода экспериментов весьма сложна и трудоемка и поэтому для практического спектрохимического анализа мало пригодна. [c.36] Оценить поглощательную способность линии несколько проще, так как в этом случае можно обойтись без применения приборов высокой разрешающей силы. Для измерений необходим источник света с непрерывным спектром. Выделяют участок спектра, который содержит полосу частот, относящуюся ко всей линии поглощения, и измеряют величину энергии, поглощаемую аналитической линией из этого участка непрерывного спектра, т. е. величину Аау [соотношение (1.16)], по ослаблению интенсивности излучения источника. Очевидно, что если выделяемый прибором участок спектра будет значительно шире самой линии, ослабление интенсивности окажется весьма незначительным и поэтому точность измерений также будет невелика. Для достижения сколько-нибудь приемлемой точности измерений в этом случае не требуется применять эталон Фабри — Перо, но все же необходимо использовать монохроматоры с довольно большой разрешающей силой. Кроме того, как это следует из соотношения (1.17), связь поглощательной способности с концентрацией линейна только для относительно тонких слоев на практике это обстоятельство весьма неудобно. Все перечисленные недостатки обоих способов делают их применение для спектрохимического анализа нецелесообразным. [c.36] Значительно более перспективным в этом отношении оказался способ измерения концентрации по величине линейного коэффициента поглощения, для практического осуществления которого Уолш предложил весьма простое и эффективное экспериментальное решение. [c.36] В описанном идеализированном случае закон Бугера— Ламберта и закон Бера выполняются строго, и поэтому легко оценить интересующую нас концентрацию свободных атомов, используя соотношения (1.13) и (1-14). Очевидно, что зависимость ко(Ыо) будет линейной, и для решения поставленной задачи нужно только найти коэффициент а в выражении (1.14) с помощью эталонов (образцов сравнения). На практике, однако, реализовать в чистом виде подобную идеализированную схему не удается, так как источников строго монохроматического излучения не существует. [c.37] Специфика выбранного экспериментального реще-ния неизбежно приводит к некоторому отступлению от описанной выше идеализированной модели метода. Поэтому при дальнейшем рассмотрении вопроса об измерении концентрации свободных атомов в поглощающем слое следует оценивать, в какой мере в условиях реального эксперимента сохраняются предпосылки, положенные в основу метода. Ввиду довольно большой сложности точной количественной оценки мы ограничимся качественным рассмотрением, поясняющим, однако, основную суть вопроса. [c.38] Очевидно, что эта величина, вообще говоря, не будет линейно связана с концентрацией атомов в поглощающем слое. Однако, если допустить, что к — = кч, то после простейших вычислений, учитывая (1.14), получим N0. Это приближение допустимо в относительно узкой области концентраций. При определении больщииства элементов для нахождения градуировочной характеристики можно использовать линейную аппроксимацию при соотношении концентраций до 1 10. [c.40] Не оправдываются полностью и некоторое другие предпосылки, пололсенные в основу идеализированной модели метода Уолша. Так, реальные поглощающие слои неизотропны световые пучки, проходящие через поглощающий слой, не строго параллельны. Тем не менее многие ограничения, вызываемые этими причинами, не имеют существенного значения. [c.40] В реальных условиях, таким образом, в относительно узких интервалах концентраций (обычно не превышающих одного порядка) часто оказывается возможным для оценки концентрации свободных атомов в плазме по атомному поглощению пользоваться линейной аппроксимацией с достаточной для практи-ческих требований воспроизводимостью. [c.41] Оценить концентрацию свободных атомов в плазме, как это следует из соотношения (1.29), можно также и по интенсивности эмиссионных линий. Практически это оказывается возможным, однако, только в том случае, если температура плазмы достаточна для обеспечения заметной заселенности верхнего уровня линии, по интенсивности которой производится оценка. Из-за относительно низкой температуры пламен линии лишь немногих элементов достигают достаточной для проведения анализа интенсивности, и поэтому возможности эмиссионного анализа по спектрам пламен весьма ограничены. Это относится, однако, только к тому случаю, когда для анализа используют естественное свечение пламен (т. е. когда речь идет о термическом механизме возбуждения). [c.41] Между тем в последнее время получил распространение так называемый атомно-флуоресцентный метод, основанный на использовании резонансного возбуждения — явления, которому соответствует схема (1.3), т. е. протекающего при тех же условиях, что и атомная абсорбция. Для возбуждения флуоресцентного излучения необходимо осветить пламя источником, в спектре которого имеются достаточно яркие резонансные линии определяемого элемента. Тогда при поглощении этих линий в соответствии со схемой (1.3) произойдет заселение верхних уровней резо-нансных линий свободных атомов, находящихся в пламени. В принципе, таким образом можно возбудить свечение всех линий, наблюдаемых в спектрах поглощения пламен. [c.41] Для достижения достаточной для практических целей чувствительности определений, выполняемых методом атомной флуоресценции, желательно поэтому применять источники света повышенной яркости. Хорошие результаты были получены, например, при использовании лазеров с перестраивающейся частотой. [c.42] Вернуться к основной статье