книга 2 (1110135), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Свеючувствнтельнссть фатоэмулыии тем больше, чем мевьше ее инерция, н наоборот. Каждая фкоэмульсця характеризуется спектральной чуватвительнастью и коэрфицнснтом контрастности. Чувствитесьнасть фотаэмульсии, как и других приемников излучения, аависнт от длины волны, Максимум гувствительностн Гюлыцинстэв фото- эмульсий приходится нв область длин волн 320-450 им. Чувствительность крута иэменяется при переходе в красную область спектра и плавна изменяется при переходе и коротким длинам волн.
С 240 нм начинает поглашать сема желатина. В зависимости от чувствительности и «онтрастносги фагоэмульсии пленки или пластинни, иэгогавленные на ее основе, получили нашюния; паяхром, иэапаэхрам, диапааитивиые н др. Для количественною определения величины пачериення созданы специальные приборы — микрофатамсгры. Фотоэлектрическая регистрация основан» нв преобразовании световой энергии в электрический сигннл. Мерой интенсивности линии глужит величина этого сигнале — сила ток» или «апрюкение. По механизму преобрюованин светового сигиата в электРический различают двь класса приемников излучения — тепловые и Фотоэлектронные Т влас с приемники реагируют на количество эНергии, пошедшее на ивгревание приемного элемента. Тепловая энергия преобразуется в электрическую с помощью того или иного фиаического явления (тер"оэлектрический эффект, изменение омического сопротивления и Лрф Реди тепловых приемников наибольшее рнспространение получили деметры, термоэлемшгты, оптико гкустические и цироэлектрические детекторы.
Фшгловые приемники чувствительны в очень широкой области гпшст а Ра и чувствительность в этом диапазоне практически одинакова. Их цетшообразно игпользоввть в средней и дельной ИК-областвх спектра. В.видимой, уФ- и ближней ИК-областях значительное преимущест- 235 ва по чувствительности имеют фотоэлектронные детекторы. Их хармс терной особенностью является селективность и пригодность для р»бо ты в достаточно широкой области длин волн — от 150 нм до 1,2 мкм Фэшеэлсхшреинмс приемники реагируют иа число фотоне», падаю щнх на приемный элемент.
Квинтовой активностью (выходом) такого приемника является отношение числа возникших фотоэлектронов к числу поглощенных фотонов. Идеальный приемник имеет кв»нтовую эффективность, равную единице. Фатаэлектроииые приемники делят нз; в) приемники с внешним фотоэффектом (отрьгв электрон» от поверхности, на которую падает фотон) — фотоэлементы, фотоумножитгши (ФЭУ), электронно-оптические преабрвзоввтели (ЭОП); б) приемники с внутренним фотоэффектом (увеличение электрической проводимости проводника под действнгш света) — фоторезисторы, фотогсльнаиические приемники, фото- диоды Фотоэлемент с внешним фотоэффектом состоит из фоток»тода и анода, помещенных в баллон, из которого выкачан воздух.
Фоток»год покрыт слоем соединения щелочного металла (СзтО, Сч»ВЬ, КзС»ЯЬ и др.), испускающего электроны при попедвнии н» него фотонов. Если к к»году и аноду приложить напряжение" 90 В, то возникает электрический ток, который измеряют гальвзнометром (рис. 11.22). В разных областях спектр»испол»эрот разные фотоэлементы;кислородно-езие-- вый (660 — 1000 нм] и «урьмяно-цезиевый (186-650 нм). 7 ямутсэиг Ркс.11.22. Стем фэ ылс. е» с »с»м ф к ффе г г - эл; з - фо~ люа: э - Г ияитмэ;.
изливы Р Сейчас для приема излучения в приборы вмонтиронаны фотоумно. жители, состоящие из фотоквтадз и ншкольких дополнительных электродон [дииодов), соелинеяиых между собой (рис. 11.23). На каждый динод подается напряжение н» 90 В большее, чем на предыдущий.
Электрод, ныбитый из фотокатод» под действимз фотона, попадает в» первый динод и вызывает эмиссию электронов, которые устремляюжя ко второму диноду и снова вызывают непускание электронов, и т.д. 236 Лгеуеелие йа Р с.м.24 Кои и а; тв льной чувсгеиг лье и фо гтми итг ейг к д гше ег и Ад 0 Си 2- д стиг и «ше ихшсогих м.г ююе, 2 - г шд з и .ее из С А Се; б .
12 о г ие Ь С. О деед Г сп.22. Схем ф изуми.ки ели Важным преимуществом фотозлектричвгких измерений в спектральном анализе является то, что значение фототока прямо нропорцион на'тьно интенсивности измеряемой спектральной линии. Лишь в облас асти сравнительно высомих световых потоков начинают проявлятьси «'г'слоненин от етой линейной аависимости. Кикдый тип фотокатодв имеет саюю спепифиче .кую чувствительность.
Есть фстокатоды, чувствительные в узкой спектральной бла ти. Сложные фошкатсдл, состоящие кз композиций нескольких металлов и их оксидоз, чувствительны з боле шигюкой области спектра. Нв рис. 11.Ы приведены криные сл игральной чувствительности некоторых ФЭУ. В ныгсящсе время «ыпуснастгя лостаточно широкий ассортимент ФЭУ; в швокупносги перекрывающих асю спектральную сбласп используемую з атомно зми сианном и атомиоМкарбнионном анализе. Чувссвггтельность ФЭУ опрелеляешя как отношение ььоюлной силы тока к снеговому готону, падашгдему на фот катод 1кек назыгаемая анодная чувствительность). Наряду с аноднои чувствительностью шлшым лнрамегром ФЭУ является лорогоыя чувствительность, т.е.
наименьший световой патон, который может сформировать выходной електри кский '«гпжл, расли шшгый на ф не собственных шумов. В фотоваектронных приемниках накладывается ограничение, связанное с "Расной граниией фото ффект», в~систем чего их харакшристика имеет Р"зкнй спад при длине волны А,г„зависящей от сгюйогв фотокатола. Недостатками фотоэлектричегкого способа регистрации являютгя. необходимость послсдоаэтельнай регистрации (сканирования) гпектрв, при которой сквзыввются всевозможные нестабильности источника излучения; отсутствие возможности проворить правильность регистрз.- ции через некоторый промежуток времени. Шумы. Сигнал, регистрируемый с помощью любого устройстве, подвержен быпорядочным статистическим отклонениям, связанным с скул~вез.
В общем глучво будем нсэыэвть шумом сигнале его любые хзотические изменения. Существует огромное чи«ло фвкторов, влияющих ив величину шумов. Твк, нвпример, в племени возможны флуктувции числе атомов, испусквкгщих фюгоны, вследствие изменения томпервтуры, в это сеязвно с нерваномерностыо подачи топливе или окислителя. Зв начало отсчете обычно принимвьэт средний уровень шумов. Чем больше средний уровень шумов, тем труднее измерить слвбый сигнвл, поэтому важно найти тэкие экспериментэльные условия, при которых этот уровень был бы минимальным.
Пороговая чувствительность определяется отношением эеличнны снгнвлв к величине шумов, посгупвюших вместе с ним. Твким обрезом, чунствительность лкбою детекторе огрэниченв производимыми им шумвми. Всые приемникам в той или иной мере присущи следующие виды шуьюв: 1) фотонный; 2) флуктувционный (называемый также еще дробовым или темновым); 3) тепловой шум Джонсон» (нвзывввмый твкже шумам гопротивления); 4) низкочвстотные шумы. Так, нвпример, в фотодетекторэх доминируют фоновый и флунтувционный шумы. Мощность внвлизируемых сигналов обычно бывает значительна больше пороговой величины, соответствует высокому отношению сигнал/шум. В твких случаях шумовые пврвмегры приемников игрвип. второстепеинуто роль.
Если веяичина сигнале сравнима пли меиыпе величины шумов. то его регистрвция ствновится затруднительной. В этом «лучэе применяют многократно повторяющуюся звпись сигнале н шуме Сиги~, если он есть, всегдя полагкительнвя ввэичинв, поэтому при многакрвтном повторении его измерения онв будет увеличиввться. Шум — статистически незввисимвя вели ~низ н в рвзличиые моменты времени онв мажет принимвть квк положительные, твк и отрицательные значения, поэтому при быкокечном числе измерений мы должны получить нулевую величину. Именно нв этом свойстве сигнелв и шума построены устройства, производящие многокрвтные измерения сигнала и шума и прнводлщие к улучшению нх соотношения. При уменьшении ннтшсявнсстя гадввжсго нз лет.кт р нжучелкя сгэж знтся есе труднее отличнть акэ:жвнрусмый сипев ст шума.
В таких случая> 238 э штичесннй сигнал можно идеетифинн1х пь, наблюдая за отдельными фотонами (счет фотаноэ). С помощью енантроиных устройств шц импульсы можно сосчитать с большой точностью, Случайные шумы, возникающие н зяектрояной схше, также дают импульше, но их ацплитуда меньше, чеи у импульсов, зыэеан- эуг я ны» фсяоками. С помани:ю знектршшой г с пйн к псеетню счете фок схемы, называемой дискриминатором, мощено ви. Поасчишиеюшя лишь те иидодавить нш импульсы, величина которых "у"ьсы '"'т Рм Р с 'л' ' "' ' еат спгшеаой линией (пожню юшке меньше наперед заданной величины, и остасяг ~саик шуки еаим шумы) Нить лля подсчета тольио импульсы большей эеличины (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
