Панов В.А. - Справочник конструктора оптико-механических приборов, страница 4

Принимая во внимание тот случай, когда призма находится в минимуме отклонения, формуле (1,7) можно дать иное выраженае 2/7 з!и— 0 2 йп 1 — па 5!пав 2 Так как входная щель располагаетсп параллельно превомляю(взч(у ребру призмы, то ее линейное увеличение в нлоскостя, перпеиднк). ° лярной главному сечению, равно отиопмпню Р = /1'/й †/з//;, где й и й' — соответственно высота щели н высота ее нзобрв(кенйя.( Кривизна спектральных линий Бесконечно улалеиная прямая линия, параллельная ребру призмы (например, изображение щелк нли спектральной линии 3, распада. жеиной в переднем фокусе объектива О, каллиматора! см. рис.

1.8) и рассматриваемая через призму, кажется искривленной по дуге окружности с вогнутастью, обращенной в коротковолновую область спектра. Когда призма ие накоднтся в положении наименьшего отклонения лучей, кривизна н стрелка прогиба линий, рассматриваемых в задней фокальиой плоскости объектива Оз, соответсгпевю равны (9У, 99) 1 из 1 з!по р аю— 1, и" — 1 (дзт йпр /...,, з(пй, 2 ' я саз с', созе'„ тле т — угол, под которым нз центра объектива Оз видна данная точка ляпин (щели), рвснолаа(гпп1ш в плоскости пэобрюкення.

Если призма находится и нала(криви минимума «тклоиеиия, то о э!и— 2 2 (аэ -1) Р 2(ах — 1) (Яг, 1( и/1 1 — л' Мп'— 2 о з!и —, , ва — 1 2 Вв /' — — - !97 аэ Й 1 — и' з1пэ —, 2 Если в нриаар1 Иисс! Ч Пс КОЛЬКО ПРизм, то ИРивнэиа, вызываемая отдехвч,вп и!в 1шав, пс проста складывается, э кюклчя кривизна р должна бым, умпажгнз из увеличение и главная сечении следу1ових ав ргй и!н1эм.

(ли игр, даваемый призмой, менее удобен, чем нормальный спектр д1я)1р,ппв(анной рсп|стки, тэк как ега фиолетовая (асть растянута впачшгл(,па силвич красной (см. табл. 2.12). Дисперсия в призматическая с11гь1! г м1 п1и ив обратно пропорционально Лз. Поэтому при нсслгд1ашвп р:нар«лглв1пя интенсивности а непрерывных спектрах слслует асг1дз 1васвь 1иь1! ивич иэ зависимость дисперсии от длины волны; чтооы получись гагк1р приближающимся к нормах!ному, необходимо все ардІпргм и(пш1шпинкгей приэмеииого спектра раздеинть нз ьэ. 29 Реальная разрешающая способность спектрального прибора Реальнвн разрешающая способность прибора зависит от следу(ощнх факторов: 1) ширины щели спектрального прибора н условии ее освещения (когерентпое или иекогерентнае освещение); 2) разрешающей способности приемника излучения (фотоэлемент, фотопластинка, глаз н т. д.); 3) погрешности оптической системы.

Реальная разрешающая способность спектрографа (фотографическая регистрация спектра) определяеюя по формуле )( ь /з 11т г блр р з(п з ИХ где р — предельное разрешимое пластинкой расстояние в мм. Разрешающая способность прямо пропорциональна /эц Однако светосила прибора резко уменьшается, если увеличить /;.

Зффектязное лействующее отверстие прибора определяется по формуле Х, 1 О.,=- — /э —. Р З(ПЕ Для определения разрешающей способности пользуются нормальной шириной входной щели (44, 63]! а„= )(/',/Р = )!л, где /,' — фокусное расстояние объектива переднего коллиматара. При этой ширине щели геометрическое изображение ширины спектральной линии (а' = = а/,'//;) равно лнфракционной ширине (ахэгр = Л/;/0), т. е. той иаименыпей ширине, которую может обеспечи~ь прибор прн бесконечно тонной щели.

Вследствие конечных размеров внряпы щели практический предел рпэргвввя мсп1,1не теоретического и мажсг оы.в ьычислсп па формуле д ада да .„„ = г. . Л (эИГ/ + Лэ/ /(2 И + Л/'))-', где э — ширина щели; /' — 41акуснсе расстояние обьективз иаллиматора; И вЂ” действующан ширина светового пучка. Дпя ОитиМаЛЬнай ШИРИНЫ ЩЕЛИ а,аг= РИС. 1.13.

СХЕМа Прах/ 1а слелтаг гар О 7бгтеар ° эрвчной лифракцнон- В инфракрасных лучах, нагла работает най решетки: а †ш с широкой щелью, которая по энергетиче- рина щели; Ь вЂ” велискнм причинам превышает оптимальный чина непрозрачного размер, частота спектра определяется уело- проме1кутна; Ы = а + анелю +Ь вЂ” постоянная, или )1 = гтеарХ (эб// + Ц период решетки Днфракциопные решетки По форме рабочей поверхности лифракциоиные решетки делится па плоские н вогнутые, а па свойству материала — на прозрачные и отражательные. Прозрачная дифракционная решетка (рнс. 1.13) представляет собой совокупность строго параллельных щелей, разделенных иепрозрачнымн промежутками. 21 Современные решетяи, нзк правило, работают на отражеяяе.

Отра»нательные решетки представляют собой совокупность штр~зоэ— канавок, расположенных иа определенном расстоянии друг от друга рис. 1.14). Отражающим сеет элементом служит отрахгающая грань. 1аклоп грамм н общей пласностн РР' решетки определяет у~оп » 3 аблегкэ» 1»си~»тки; светя п направлен п»етка юьтг мяхг» спипогть спета.

уг Рнс. 1.14, Теоретический профиль штриха сгупеичатой решетки: М, — нормаль к поверхности решетки; М» — нормаль к грани решетки; е — угол па- дения лучей; ф — угол дпфракцин Угловая н лннейная днспсрснн реаеткн Поло'лепно главных максимумов репы~ни определяется из основ. ного уравнения (60, 97) д (Нп е+ з1п ф) = йЛ, (1.10) где Э вЂ” положптсльпые нлн отрицательные ~!алые пи ла, так как угол ф может бып рзсноложеп по обе стороны от регулпрпо отраженного луча ф - е, Кз»<дому значению Э - 1, 2, 3 н т. г,. соответствуют спектры 1,2, ...,1. »рид . !!рак»ичсгкп ре»петин применяются прн угла» з и ф до 65', что поз~пласт наблюдать предельную длину полны да Л«п — — 1,Ы; по»тому репи гкз с 0000 пггр!мм прпгодпп тою ко до Л 500 пм. !1лмсчсипе угла ф, соответствующее нзмепгппю длпиы полны иа единицу, в» нг пи»пзнп< уела»»й да в рспп рени гпн.

Лпфференцирув (1, Н)1 по длине в»лв» Л пр~ и» тонином угле ппдеппи з для всех длин воли, получим 4»»!»мулу длн пычислсппн угловой дисперсии Лиги»рспп»шппмальпз прп <р =- 0". При малых значениях ф косинус п»мгпнгв н медлю»вк по»тому угловая дисперсия практически Остастсп по~то»пшпй. '!»апг < пги~!и» г шн"п»явной в~ персией, рясно. ложсппыс полив вфмплп к ргшггнг, псюыиюог шфмпльпм»ш. 22 Разрензаннкан способность пробора с Кпфракцнонной решеткой С вопросом о разрешающей способности спектрографа связано понятна о ширине спектральной линни.

Для бесконечно узкой или «нормальной» щели прибора принято считать, что ширина спектральной линни определяется угловым размером Аф центрального дифракционного максимума по формуле Ьф Л1Мб сов ф = Л11 сов ф. (1.11) Его дииейиав ширина э Ьфг'/з!п з; М»(:= 1 — юпрпиа заштрихованной части решетки; 1» — фокусное расстояние объектива камеры. Пример. Л = 6000 А, 1 =- 100 мм, ф = 0', тогда бф = 6 10 а илн 1,2'. Формула (1.11) определвет угловой размер днфракционного максимума при днфракцин в дейстауккцем отверстии решетки, равном ! соз ф длв угла дифрзкцин ф. Предел разрешенив днфрэкциониой ре щетки пропорционален порвдку спектра й я числу штрихов М: Л г= — =АМ, бЛ где оЛ вЂ” разность волн двух спектральных линий, дифракционные максимумы которых видны раздельно; (Л вЂ” средняя длина волны разрешаемых линий.

Предел разрешения можно вычислить по формуле Мб г = — (и!п е+ з!п ф) = — (з)п в+ з!и ф). Для автокаллимационной установки при е = ф имеем г = = 21 51п ф1Л. В предельном случае ф. 00", по»тому г — 211Л. С точнн ар<пни попыпп пня днюю ргнм прибора ш»~одно рзбгпзгь в выси~ем по!ппгхо спектра.

Тэк как пптспспвинпь спек»рзлькых линий быстро падает с увеличением порядка спектра, то обычно не пользуются порядком выше четвертого. В иагтовщее времв широко используются копии с дифракцноиных решеток (реплики), получаемые методом копировании на основе при. менения полнмеризирующихся пластмасс (см. гл. 4). ИЗЛУЧЕНИЕ И ПОГЛОЩЕНИЕ СВЕТА Монохроматнческое н сложное нзлучецце Процесс испускании электромагнитных волн материальным телом иазывзетси излучением. Излучения различаются по мощности (катнчественная характеристика) н по спектральному составу (качественная харантеристнка).

Д(ополроматическое излучение — излучение вполне определенной длин»л волны Л; характеризуется могцпостью илн потоком излучения. Различают двз вида сложного излучения: 1) излучение, состоящее из конечного числа монохроматнческнх н»лученяй (прерылпмй липебчатад спектр). Полная характеристика такого излучения определяется мощностью входящих в его состав монохроматнчсскнх излучении; 2) излучение, состоящее из г>елрерыеяош ряда зюяохромвтпческих излучений; оно характеризуется общей мощностью н ее непрерывным распределением по длинам волн внутри всего спектрального диапазона. Если н спектральном промежутке от Л до Л+ ЬЛ, энергетический поток нзлучсши ранен йФью то отпоиичше 1 йФвх/йЛ 1,>, а — — рх х.ьа = = /(Л) характеризует мапахроматпческнй поток пзлученвя с длиной налны Л н иазьпшстся скскл>ральной нлая>коек>вю потока излучения.

Снектралвкой кривой лучио>кого патака илн ириной распределения ввергни на спектру называется такая кривая, у которой абсцнссами являются длины волн, а ординаты рх таковы, что равд выражает мощность, передаваемую лучистым потоком в виде излучений, длины полн которых закл>очеиы мехау Л и Л+ЬХ рл (рис. 1,15).