ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Инструментальный контур из "Техника и практика спектроскопии" Инструментальный контур. Разберем идеализированный случай, когда спектр излучения состоит из конечного числа отдельных монохроматических линий. В действительности такой случай не может реализоваться уже из-за того, что энергетические уровни атомов и молекул имеют конечную ширину. Однако введение идеализированного монохроматического излучения, как мы увидим далее, вполне целесообразно. [c.14] Если бы прибор не вносил искажений в спектральное распределение энергии этого идеализированного источника, то на выходе прибора мы получили бы ряд бесконечно узких спектральных линий. В действительности же образованные спектральным прибором линии, даже если они соответствуют монохроматическому излучению, всегда имеют конечную ширину. Это связано со следующими обстоятельствами 1) спектральная линия является изображением входной щели, которая в реальном приборе всегда имеет конечную ширину 2) дифракционные явления в приборе уширяют геометрическое изображение 3) аберрации и дефекты оптической системы приводят к дальнейшему уширению изображения 4) регистрирующее устройство расширяет изображение, даваемое прибором. [c.14] В зависимости от конструктивных особенностей прибора любая из этих причин может быть главной. Иногда основной вклад в уширение вносится двумя из них, иногда все причины действуют равноправно. [c.14] В спектрографе каждой длине волны к соответствует угол отклонения ф и определенная точка фокальной поверхности с координатой х. Поэтому аппаратная функция может быть также записана в виде / (ж) или / (ф). [c.14] Если не учитывать уширения контура, которое вносит фотопластинка, то функция / (Я) пропорциональна распределению освеш енности, создаваемому на фокальной поверхности спектрографа монохроматическим источником. [c.15] Форма инструментального контура может быть самой разнообразной. Рассмотрим некоторые частные случаи, которые реализуются при работе с призменными и дифракционными спектрографами ). [c.15] Здесь ц = sin ф, Ь — линейный размер диафрагмы, ограничивающий ширину пучка. Угол ф отсчитывается в обе стороны от центра изображения щели. [c.15] Для первого максимума /с = 1, для второго А = 2 и т. д. [c.15] Ширина области Аф, охватываемой нулевым максимумом, равна 2% Ъ. Остальным максимумам соответствует ширина Х/Ь. [c.16] В обычных схемах спектрографов г равно фокусному расстоянию линзы, строящей изображение линии в фокальной плоскости. [c.16] Щель можно рассматривать как светящийся источник конечной ширины. Разобьем ее на ряд узких источников шириной йу, находящихся на расстоянии у от ее центра. Будем считать, что отдельные элементарные источники некогерентны. Иначе говоря, при наложении световых волн, идущих от этих источников, не происходит интерференции и складываются не амплитуды световых колебаний, а энергии. Расчет может быть без труда проведен и для случая, когда отдельные элементы щели излучают когерентный свет. [c.16] График этой функции представлен на рис. 4 — пунктирная кривая. [c.17] Интеграл, стоящий в правой части равенства (21), называется сверткой двух функций /1 и /2. [c.18] Таким образом, если наблюдаемое уширение спектральной линии вызывается двумя причинами, то результирующий контур является сверткой двух функций, каждая из которых описывает контур, обусловленный одной из причин уширения. [c.18] Обратимся теперь вновь к интегральному уравнению (21). Можно показать, что его решение, т. е. нахождение функции Д х) по известным функциям Р х) и /2 (ж), единственно, так как фурье-преобразование ядра уравнения /2 [х — х) не обращается точно в нуль ни в каком конечном интервале. Последнее, в свою очередь, как можно показать [26], следует из строгой теории дифракции и удовлетворяется для всех спектральных приборов. Следовательно, если известен результирующий контур и один из двух контуров свертки, то второй контур в принципе всегда может быть определен. Это чрезвычайно важное обстоятельство, имеющее большое значение для оценки действия спектрального прибора. [c.18] Вернуться к основной статье