Cтраница 3
Коэффициент поглощения некоторой населенности атомов или других поглотителей в общем случае зависит не только от длины волны и силы осциллятора или эйнштейновских коэффициентов перехода, но и от доли атомов, находящихся в низшем ( поглощающем) состоянии. Поток фотонов, создаваемый обычными источниками света, так мал, что атом, поглотивший фотон, обычно возвращается на низший энергетический уровень задолго до того, как придет другой фотон, который может быть поглощен этим же атомом. Следовательно, доля атомов на нижнем энергетическом уровне очень мало отклоняется от равновесного значения независимо от величины плотности падающего излучения, создаваемой источником. Поэтому кажется, что коэффициент поглощения не зависит от освещенности при низких плотностях падающего излучения. [31]
Пусть коэффициент поглощения для диапазона частот, лежащего внутри ширины линии поглощения Az / 3 1010 Гц ( 1 см 1), имеет постоянное значение. Плотность излучения внутри кристалла в этом случае, очевидно, уменьшается с глубиной проникновения внутрь образца линейно и, поэтому, зададим ее среднее значение равным половине от плотности падающего излучения. [32]
Из перечисленных условий наиболее просто выполнить геометрическое подобие и равенство критериев Бугера и значительно сложнее добиться точного равенства оптических параметров среды и поверхности для модели и образца. Что касается четвертого условия, то в явном виде можно задать лишь распределение поверхностной плотности собственного излучения на граничной поверхности, аналогом которой на световой модели будет светимость соответствующей стенки. Задание других видов плотностей излучения сопряжено с отмеченными выше затруднениями. Аналогом ловерхностной плотности падающего излучения в исследуемой системе является локальная освещенность соответствующего места поверхности световой модели, которая измеряется с помощью тех или иных фотометрических средств. [33]
В колонке табл. 4.4, где представлены результаты по применению лазеров, больше данных, чем в других колонках; это связано с тем, что флуоресценция некоторых элементов, таких, как редкоземельные и некоторые переходные элементы, никогда не изучались ранее с помощью обычных источников возбуждения, потому что для этого требовались пламя N20 - ацетилен и высокоинтенсивные источники, большинство из которых не были доступны. С другой стороны, можно видеть, что пределы обнаружения с использованием лазерных источников не столь впечатляющи, как предсказывалось. Нестабильность этих результатов нуждается в тщательной интерпретации на основе рассмотрения таких параметров, как изменение выходной мощности лазерного излучения ( иногда до 25 %), если насыщение не достигнуто, и ограничивающих шумов в системе. В отличие от флуоресценции сигнал рассеяния продолжает увеличиваться по мере увеличения плотности падающего излучения лазера, и поэтому может быть достигнут компромисс между рассеянием и стабильностью сигнала. [34]
Спектрограф в сочетании с записью на фотоэмульсии позволяет проводить параллельно многоэлементный анализ совершенно неизвестных образцов с неизвестным составом, что достигается благодаря высокой плотности записи информации на фотоэмульсии. Последнее особенно важно при локальном анализе, когда имеющийся образец полностью разрушается за один импульс лазера и нет возможности повторно исследовать аналогичный образец, примесь или повторно применить лазер. Чувствительность такого определения вполне удовлетворительна и фактически не очень сильно отличается от чувствительности фотоэлектрических методов при условии, что экспозицию ( определяемую как интеграл по времени от плотности падающего излучения) можно сделать достаточно большой, чтобы вызвать почернение значительного числа зерен эмульсии, что в свою очередь приводит к надежно измеряемой величине плотности почернения. [35]
Кроме того, необходимо, чтобы отношение интенсивности спектральных линий к интенсивности фона было большим. Для выполнения этого требования прибор должен иметь высокое спектральное разрешение. Обычно линейная дисперсия и разрешающая способность прибора взаимосвязаны и два поставленных условия не могут быть оптимизированы одновременно, поэтому следует искать соответствующий компромисс. Для того чтобы получить высокую плотность потока излучения без ухудшения разрешающей способности, перед фотоэмульсией устанавливают цилиндрическую линзу. Принцип этого метода ясен из рис. 2.32. С помощью такого устройства ( особенно для длиннофокусных спектрографов, не обладающих большой светосилой) плотность падающего излучения удается увеличить на порядок величины. Однако здесь имеются некоторые ограничения, состоящие в том, что световой поток должен проходить через линзу по направлению, почти перпендикулярному продольной оси линзы. Это условие можно точно соблюсти только в том случае, если, например, в спектрографе, собранном по схеме Эберта-Фасти, в фокусе зеркала Эберта установить дифракционную решетку. Кроме того, фокальная плоскость, в которой регистрируется спектр, должна быть плоской. И наконец, дисперсия не должна быть слишком малой ПРИ плоском спектре можно получить очень хорошие результаты. [36]