В.П. Васильев - Аналитическая химия, часть 2 (В.П. Васильев - Аналитическая химия), страница 6

Спектральный интервал, доступный для исследования, достаточно широк (от 200 до )000 им). мг 3.3.3. Приемники света Приемники света характеризуются с п е к т р а л ь н о й ч у в;"- ст в и тел ь н остью: способностью воспринимать излучение ::;,,':;;:::; .,-различной длины волны и и н те грал ьн ой чувствитель- И о с т ь ю, которая измеряется действием неразложениого в спектр излучения Г л а з ч ел он е к а чувствителен к свету в области спектра примерно от' 400 до 760 нм. Чувствительность глаза максимальна к желто-зеленому свету ~550 им) и убывает от него в обе сторо:::;, иы — и к красной и к фиолетовой, Возможности глаза как изме рнтельного прибора ограничены также и тем, что он очень приближенно оценивает разность илн отношение интенсивностей ",~!.'-:,", световых потоков.

С достаточной точностью он устанавливает ";:-, Лишь равенство илн неравенство интенсивностей световых потоков одного цвета. Г!а этом свойстве основаны все приемы в изуальных мет одов Фотопластинка. Светочувствительный слой фотопластинки— ,=':;.;" это мелкие кристаллы галогенидов серебра, равномерно распре ""::!.,':«::;деленные в тонком желатиновом слое. При осве~цеини фотоплас „,,=,;,.„; тинки в светочувствительном слое образуется скрытое и зоб :.,::,ра же н и е, как результат фотолиза галогенида серебра под , ":;;,'действием кванта света: ЛпВг (- )гт= — Лп+ Вг На освещенных «.;.:-';-,~."'местах фотопластинки появляются кристаллы металлического «е«««::;!серебра.

Скрытое изображение проявляют путем обработки фо';"„-'!:,"::,Топластннкн специальным проявителем, который завершает про.-,:",",:«::!«ц«есс восстановления серебра на освещенных участках и позво- .':~"''.:ляет получить видимое изображение. Полученное изображение ~~~„;;,:Заирепляют (фиксируют) с помощью раствора тиосульфата нат- '„"~~,':,.'рия (закрепнтеля нлн фиксажа), который растворяет кристаллы ":~~~:;,."-;-галогенида серебра, не подвергшиеся действию света: АпВг+ ';~!)+2$тОз =Ад(5тОз)г +Вг .

После такой обработки на фото- :~:."'::",пластинке остается изображение спектра в виде спектральных ФЬЙ ««« Если 1 и г«« — интенсивность света, прошедшего соответст ;«-;.;;:,::":Ванно через затемненный (засвечеиный) участок фотопластинки :"~««."~:"й через незасвеченный (рис. 2.5), то и о ч е р н е н и е (или ':-'-,':плотность почернения) 5 равно гз ()Очерненнст фотОплзстянки зависит От э к с и О 3 и 11 и н, илк к ол и ч ест за освежен и и О, которое приближенно опре- ДЕЛЯЕТСЯ фориулой Б=Ю, (2.( 7) где Š— ос ве1ден н ост ск ( — время освещения. ЗЗВИСИМОСТЬ Ппаеврванкн От К~л~~е~~~а ОСВЕНЬЕННЯ ИЗОбражается хзрактернстяческон кривой фотоплзстинкн (рис. 2.6). Участок АВ назь1вают областью недодержек, участок (:В -- областью передержек.

т(а участке Вь, называемом облзстсно нормальнмк почерненнй, величина почернення Линейно зависит От ло1'арифма зкспозянян. Рис. 2.6 нокззмвает, ЧТО Ркс. 2.6. Фотолластакка. 1 — аатласаа. Т вЂ” алл ловка Пас. 2.6. Халакссллста ссскаа Ваа 1ьотолласткака В змиссиояной спектроскопии используют контрастные фотопластинки, так как чем вмн1е фактор контрасткости у, тем больгисе почерненне будет вмзмвать Одно н 1О же к~1Н1ество освепсеыия. ()родолжение прямолинейного участка характеристической кривой пересекает ось абскнсс в точке (дй„которая опреДЕЛЯЕ1' В Н Е Р П И Ю ф О Т О П Л 3 С Т Н Н К Н Для прямолинейного участка характеристической кривой в соответствии с уравнением (2,М) получаем Я==-у)йу — у(й Г)о ИЛИ (Так КЗК 7 Я сЧ; дЛЯ дЗННОЙ ПЛЗСТННКИ ПОСТОЯННЬ1) 5-=-у(йй —. 6 (2.(Й) Подстановка в уравнение (2.!9) значения Н из (2.)7) дает 5=-7 )дЕг — Е (2.20) Это основное уравнение фотопластинки.

Его применимость ограничена прямолинейным участком характеристической кривой. Другим важным свойством фотопластинки является ее ч у вств и тел ь н ость. По ГОСТУ чувствительность определяют как величин:, об атн ю количеству освещения экспозиции), йе хо имого для по ия поче я на . превышающего п ернение вуали при освещении елым с етом. Для спектраль ного анализа более интересной характеристикой является спектральная чувствительность, которую обычно представляют графически как 5=)(Х), где р — длина волны падаюгцего света Обычные фотопластинки имеют чувствительность в спектраль ком диапазоне от 230 до 500 нм. Эти пределы чувствительности .Р р б ч р р б~ нок. ':;;:"Ц настоящее время фотопластинки успешно применяют в широ::„!;",::. кой спектральной области от короткого ультрафиолета до (000 нм.

К ос вным достоинствам фотопластинок как приемников 'б"-;; †;,†'.излучения в спектральном анализе относят их способность интег,,".-,',.рировать интенсивность света, высокую чувствительность, доста .!' 'точно широкий спектральный интервал, документальность ана ",:: 'лиза, а также возможность длительное время сохранять информацию, заложенную в спектре. По сфотографированным спект'„;;"'.рам, даже спустя длительное время после их получения„можно, й частности, провериб ь содержание различных элементов в пробе, '::.;:включая и те, которые ранее не определились. Точность методов ;;,;.;бйпализа с применением фотопластинки достаточно высока.

При :.,'::-„этом следует отметить наряду с методами точного фотометриро:,,;;." ,дания возможности визуальной оценки интенсивности спектраль ;;~р',;-,:=:;.';:;.ФЫх линий. Одним из основных недостатков фотопластинок является не !~;:::;::;равномерность нх эмульсии, представляющая дополнительный ;~~::;;;источник погрешности анализа, а также длительность и трудоем'!;,'.Кость операций по химической обработке фотоматериалов Фотоэлементы. Фотоэлементами называют устройства, преоб , - разующие световую энергию в электрическую. Действие фото .':~~~:;;;.рламентов основано на использовании фотоэффекта.

Раз'::,;;:„;"~уичают в н е ш н и й и в н у т р е н н и й ф о т о з ф ф е к т ы "'~р);.'!::;При в н е ш нем ф отоэф фекте поглощение света приво !~р"",,!:4йт 'к отрыву электрона с облучаемой поверхности. В н у т р е н 'Гбр!,",9'рй ф от о э ф ф е к т характеризуется увеличением электричегб~р(~-.";,",чкпй проводимости вещества под действием света. Если внутрен- '-~~~~:;„"жмй фотоэффект проявлиетсн вблизи граничного слоя между -:~!~~~$вгумя полупроводниками или полупроводником и металлом, то '$~!;-~Йззннкает фотоЭДС. Это явление иногда выделяют в особый вид ф~~фпгоэффекта и называют ф ото г ал ьв а н и ч ес к и м эф- ,~~~!~~етк т о м или эффектом запорного (запирающего) слои Эт~~! „Фотоэлемент с внешним фотоэффектом (рис. 2.7) состоит из фотокатода 1 и анода 2, помшценных в стеклянную колбу 8.

Если колба эвакуирована, Фотоэлемент называют В В к у у и н ы м ))ри действии света нз катод (обычно кислородно-цезиевый или сурьмяио цезиевыЙ) из него вырываются электроны, которые, попздая на анод, замыкают цепь: гальванометр показывает на.Вичие тока. Фотоэлементы с Внешним фотоэффектом чувствительны в широкой области спектра, имеют л и н е й н у ю с в етовую характеристику и практически безынерц и о н н ы.

Чувствительность их невысока, однако большое внутреннее сопротивление позволяет включать эти фотоэлементы в усилительные схемы. Среди недостатков у элементов этого типа необходимо отметить наличие темпового тока, хрупкость коистру'кции. Рнс. 27. Фотоалемент с енеыннм еФ фактом Рнс 2.8 Фотоумножителе. 3 — катод, 2 - акскттер, 3 - анод где 1 — сила тОка на Выходе г1рибора, 1о — НВчальная сила тОка; Π— коэффициент вторичной электронной эмиссии; пт -- число каскадОВ усиления.

Фотоумножители дают усиление в )Ое...)бе раз. Онн нашли широкое примененне в измерительной технике, в телевидении, передачах из космоса, прн исследовании ядерных и космических излучений и В других Областнх науки и техники. В фотоэлементах с запирающим слоем используют внутрен ний фотоэффект полупроводника и в е и т и л ь н ы й э ф ф е к т. Значительно более чувствительными приемниками света являютсн фотоумножители (рис. 2.8), действие которых основано иа Внешнем Фстоэффекте и ВторичиОЙ электронной э м и с с и и. Расположение электродов и фокусируюц~ее поле выбирают так, чтоб~ первичный электрон й оток, опадая первый э м и т т е р, вызывал Вторичную электронную эмиссию, электроны вторнчнон эмиссии направлялись на следующий эмиттер и т, д.

Усиление подчиняется закону геометрической прог рессии: запирающего слоя, который М образуется на границе между полупроводником н металлом илн двумя полупроводниками г Запирающий слой пропускает электроны практически лишь в одном направлении и не пропускает в другом. Таким образом, возбужденные элек :.':::;-,;;: троны могут проходить через Рнс 29 Фотоэлемент с эаннраюшнм ;::-: запирающий слой, создавая раЗноСтЬ ПОтЕнцИалов.

В СЕле- г — кантактксе колька, 2 — эакнркммкй НОВОМ фотОЭЛЕМЕНтс (РНС. слой ,!.", ' 2.9) электроны, находящиеся ,~!:;:":;:,'.в селене, под действием света возбуждаются и через запираю":, . щий слой проходят в полупрозрачную пленку золота, являющую- ся покрывным электродом. Обратному переходу электронов пре'-!-!'.;.: пятствует запирающий слой. Это приводит к тому, что покрывиой :-'-",„';;:.'электрод заряжается отрицательно, а слой селена положительно При замыкании такой системы во внешней цепи появляется ток ; '.! г Характерным свойством фотоэлементов с запираЮщим слоем яв',!;,'.

ляется возникновение тока под действием света без участия по- 'стороннего источника напряжения. диалогично устроены крем ':,-"-,';:;;;;:,:,,ниевый и многие другие фотоэлементы с запирающим слоем ллостоинствамн фотоэлементов с запирающим слоем является :;,," Высокая чувствительность, широкий спектральный интервал и :,::;,':;:''Простота конструкции.

Основные недостатки: нелинейность свето!,:,:,'-;:,',::,':Вйой характеристики, инерционность и заметная температурная "~:.';.::-:: зависимость фототока струкции спектральных приборов весьма разнообразны. зличаются по типу диспергируюшего элемента, способу ации спектра и т. д. риборах для визуального спектрального анализа — разстилоскопах и стилометрах — диспергируюшим элеменляются стеклянные призмы, приемником света служит блюдателя.