ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Фотоэлектрический метод измерения интенсивностей из "Основные параметры спектров комбинационного рассеяния углеводородов" Фотоэлектрический метод был использован нами главным образом для измерения интегральных интенсивностей линий. [c.43] В качестве спектрального прибора служил спектрограф ИСП-51, превращенный в монохроматор путем замены камеры выходным коллиматором, идентичным с входным коллиматором. Эта система оказалась достаточно хорошо ахроматизованной и не требовала перефокусировки при исследовании спектров в области от 4358 до 5461 А. Монохроматор при визуальном наблюдении при помощи микроскопа в фокальной плоскости выходного коллиматора четко разрешал в спектре железа линии 4367,91 и 4367,58 А и линии 5079,75 и 5079, 24 А. Дисперсия в области линии 4358 А составляла около 23 А на 1 мм, в области 5000 А— около 42 А на 1 мм. Выходная щель была искривлена в соответствии с формой спектральных линий в фокальной плоскбсти коллиматора, благодаря чему можно было использовать щель с высотой 10—12 мм. [c.44] Вначале запись производилась фотографически на осциллографную бумагу с лентой шириной 120 мм, которая наматывалась на барабан камеры, вращавшийся через редуктор от второго моторчика Уоррена. В соответствии со скоростью вращения призменной системы монохроматора, барабан камеры имел также две скорости вращения. Длина спектра на спектрограмме составляла 100—120 мм. [c.46] Впоследствии мы перешли к записи спектров при помощи самописца. Для этого был использован электронный пишущий потенциометр Центральной лаборатории автоматики, который был включен в схему вместо зеркального гальванометра. После такой замены в схеме не пришлось делать никаких переделок. Самописец имел ленту шириной 30 см, скорость движения ленты составляла 1 см/мин. Образцы спектрограмм представлены на рис. 10. [c.46] При измерении интенсивностей линий комбинационного рассеяния фотоэлектрическим методом предъявляются большие требования, к стабильности работы установки, в частности к постоянству режима горения ртутных ламп. Непосредственные измерения показали, что в нашей установке при работе ламп в нормальном режиме (сила тока от 2,8 до 3,5 А) изменение силы тока на 0,1 А вызывает изменение интенсивности линий комбинационного рассеяния приблизительно на 10%. В то же время обычные колебания напряжения в сети могут привести к вариациям силы тока в течение 10 мин. до 0,3 А. Для устранения возможных ошибок вследствие непостоянства режима горения ртутных ламп питание последних осуществлялось от ферро-резонансных стабилизаторов напряжения, при использовании которых колебания силы тока, текущего через лампы, были неощутимо малы. Вместе с тем были приняты меры, позволяющие проводить контроль стабильности работы всей установки. [c.46] Съемка спектров комбинационного рассеяния происходила в следующей последовательности. Вначале на входную щель монохроматора направлялся прямой свет ртутных ламп, для чего призма А устанавливалась вертикально монохроматор устанавливался на область спектра вблизи линии 4358 А и производилась съемка до момента записи линии 4358 А. После этого призма А возвращалась в преншее положение, причем на входную щель поступал свет, рассеянный в исследуемом веществе, и начиналась съемка спектра комбинационного рассеяния. По окончанирх съемки монохроматор снова устанавливался на область спектра вблизи линии 4358 А, призма А поворачивалась и вновь записывалась линия 4358 А. Таким образом, линия 4358 А, записанная на спектрограмме до и после спектра комбинационного рассеяния, давала стандарт интенсивностей, пользуясь которым можно было выразить интенсивность всех линий комбинационного рассеяния любого вещества в единой шкале. Кроме того, этим путем контролировалась стабильность работы установки. [c.47] Применение синхронного детектора дает возможность в нужной степени уменьшить полосу пропускаемых частот и соответственно уменьшить флуктуации показаний гальванометра на выходе (ширина полосы частот при применении синхронного детектора имеет величину порядка 1/Т, где Т — постоянная времени схемы). Преимуществом применения синхронного детектора, по сравнению с другими методами ограничения полосы частот, помимо его простоты, является то, что при его применении устраняется влияние нестабильности частоты сети, так как сам детектор управляется от сети. Предварительное ограничение полосы частот в резонансном усилителе необходимо для работы синхронного детектора однако требования в этом отношении не являются жесткими. Так, например, при частоте 100 гц оказалось достаточным ограничить ширину полосы частот в резонансном усилителе до 15—20 гц. При этих условиях обеспечивается нормальная работа синхронного детектора, и в то же время при такой ширине полосы частот вариации частоты сети практически не влияют на коэффициент усиления резонансного усилителя. [c.48] В некоторых случаях для удобства записи наиболее сильных линий комбинационного рассеяния, нанример линии 992 см бензола, их интенсивность уменьшалась в известное число раз при помощи градуированного ослабителя, который устанавливался перед входной щелью монохроматора. [c.49] Спектральная чувствительность фотоэлектрического фотометра определяется как спектральной чувствительностью фотоумножителя, так и пропускаемостью монохроматора. Последняя заметно падает в облаоти коротких длин волн, главным образом вследствие поглощения этой области спектра призмами монохроматора. Спектральная чувствительность фотометра изучалась при помощи градуированной ленточной, лампы, питаемой постоянным током и, следовательно, дававшей немодулирован-ный свет. Вследствие этого в измерениях спектральной чувствительности применялся усилитель постоянного тока с небольшим коэффициентом усиления (около 100), показанный на рис. 12. [c.49] Это означает, что при повышении светового потока и при неизменных прочих условиях чувствительность фотоэлектрического метода возрастает, тогда как в фотографическом методе повышение светосилы дает возможность лишь сократить экспозицию, но не улучшает чувствительности метода (см. раздел 2 данной главы). [c.51] Проведенные нами измерения показали [31], что при обычных условиях съемки фототок, соответствующий в нашей установке линии 802 см циклогексана, 802 = 6-(интенсивность этой липии в нашей шкале, как указано выше, равна 250). Для фототока фон, соответствующего световому фону, в тех же условиях была найдена величина фон = 2-10 А. Световой фон может, конечно, значительно варьировать в зависимости от чистоты образца и других условий и указанная величина должна рассматриваться как грубо ориентировочная для нашей цели достаточно знать лишь порядок этой величины. [c.51] ВИДНО на примере спектров, воспроизведенных на рис. 10 можно указать, например, на линию 842 см толуола (с интенсивностью 5), которая на снимке обнаруживается вполне отчетливо. [c.52] Величина светового потока, соответствующего порогу чувствительности установки, при учете спектральной чувствительности фотоумножителя в интересующей нас области сп а, оказывается равной около 2-10-1 лм. [c.52] При данном пороге чувствительноо.и и всех тех мерах предосторожности, принятых для достижения стабильности работы установки, которые были описаны выше, наша установка обеспечивала воспроизводимость результатов, достаточную для систематических измерений интенсивностей линий комбинационного рассеяния. Как было указано, на каждой спектрограмме, до и после спектра комбинационного рассеяния, записывался стандарт интенсивностей (линия 4358 А, ослабленная надлежащим образом) и интенсивности всех комбинационных линий оценивались по отношению к интенсивности данной линии. Исследуемые вещества снимались всегда в сосудах стандартных размеров. [c.52] Неизменность условий съемки контролировалась по снимкам одного и того же вещества, которые время от времени производились на данной установке. В качестве примера в табл. 7 приведены результаты измерения интенсивностей нескольких линий циклогексана на подобных контрольных спектрограммах. [c.52] Данные снимки производились в ходе работы на пашей установке примерно через каждые 10 снимков других веществ на протяжении в общей сложности около двух недель (всего за это время было получено около 100 спектрограмм). Отсутствие систематических изменений в интенсивностях указывает па сохранение всех условий съемки в течение этого времени. Увеличение средней ошибки при переходе от линии 802 см 1 к другим линиям обусловлено большей трудностью учета фона для этих линий (см. спектрограмму циклогексана на рис. 10). [c.52] Для того чтобы получать при измерениях фотоэлектрическим методом действительно интегральные интенсивпости линий, необходимо производить эти измерения с узкой входной щелью и с достаточно широкой выходной щелью монохроматора. Ширина входной щели составляла в наших измерениях 0,04 мм, что соответствовало около 5 см на спектре. Ширина выходной щели подбиралась экспериментально. С этой целью для ряда линий было проведено исследование зависимости интенсивности (оцениваемой по высоте пика на спектрограмме) от ширины выходной щели (рис, 15). Появление горизонтального участка на кривых, выражающих эту зависимость, соответствует, очевидно, ширине выходной щели, при которой измеряемая интенсивность уже равна интегральной интенсивности. [c.53] При этом, конечно, световой поток, падающий на рассеивающее вещество, остается неизменным, о чем можно судить по неизменности контрольного сигнала. Так как ртутная пиния 4358 А, играющая роль такого сигнала, имеет гораздо меньшую полуширину, чем линии комбинационного рассеяния, то для этой контрольной линии неизменность высоты при расширении выходной щели достигалась раньше, чем для линий комбинационного рассеяния, и, следовательно, постоянство сигнала могло быть с удобством использовано для контроля постоянства первичного светового потока. [c.53] Таким образом, измеренная на опыте интегральная интенсивность выражается высотой пика на кривой фотоэлектрической записи в условиях, когда эта высота достигает насыщения. Истинное значение интегральной интенсивности могло бы быть получено при помощи фотоэлектрической регистрации, если бы эту последнюю можно было произвести с достаточно узкой выходной щелью, так, чтобы запись давала полное представление о форме контура линии комбинационного рассеяния. Интегральная интенсивность выражалась бы площадью этого контура. Такая регистрация позволяла бы одновременно определять и интенсив1 ость в максимуме и полуширину линий, причем каждая из этих величин была бы выражена в соответствующих единицах, связанных друг с другом. Однако, к сожалению, такая запись в настоящее время практически еще не осуществима. Каким образом от условных экспериментально определяемых значений интегральной интенсивности перейти к нужным нам значениям интегральной интенсивности, как площади контура линий, показано в главе IV, посвященной вопросу об измерении ширины линий. [c.53] Вернуться к основной статье