Cтраница 2
На рис. 19 представлены результаты расчета. По оси ординат отложена ширина входной щели в единицах нормальной ширины, по оси абсцисс - полуширина изображения в тех же единицах с учетом увеличения оптической системы спектрографа. Пунктиром нанесена зависимость геометрических величин щели и ее изображения. Кривые на рис. 19 показывают, что при когерентном освещении контур спектральной линии всегда уже геометрического изображения щели, что приводит к повышению разрешающей способности по сравнению с некогерентным освещением. Особенно интересно, что при нормальной ширине щели в этом случае не происходит заметного падения разрешающей способности по сравнению с бесконечно тонкой щелью. Вместе с тем при когерентном освещении щели на краях изображения щели образуются максимумы освещенности, особенно заметные при ширине входной щели больше 4-кратной нормальной ширины. Во всех других случаях освещения щели получаются некоторые промежуточные значения полуширины контура спектральной линии. [16]
Спектрограф снабжен механизмом для поворота призм, который позволяет вывести на середину кассеты любую область спектра от 3600 до 10 000 А. Лучи, приходящиеся на середину кассеты, направлены вдоль оптической оси камеры и, кроме того, проходят через приз-менную систему в минимуме отклонения. Оба эти обстоятельства приводят к наименьшим ошибкам ( аберрациям) оптической системы спектрографа, поэтому вблизи середины кассеты качество изображения спектральных линий наилучшее. Если, как обычно, возбуждать спектр рассеяния синей линией ртути А 4358 А, то середина рабочего интервала спектра рассеяния ( Av 700 см 1) приходится на длину волны около 4500 А. [17]
I рассматриваются отличительные особенности оптических систем спектральных приборов и их основные характеристики. II излагаются общие свойства устройств, осуществляющих спектральное разложение излучения - призм, призменных систем и дифракционных решеток. III посвящена оптическим системам спектрографов. [18]
Методы измерения разрешающей способности решеток сводятся к определению разности длин волн двух близко расположенных спектральных линий приблизительно равной интенсивности, находящихся на пределе разрешения. Чаще всего разрешающую способность оценивают по наблюдениям сверхтонкой структуры спектральных линий кадмия и ртути, некоторых групп линий спектра железа или полос поглощения паров иода, а также по расщеплению спектральных линий в магнитном поле. Однако выбор линий, пригодных для этих целей, очень ограничен, а процедура измерения при высоких разрешениях достаточно сложна. На точность измерений этими методами влияют не только ошибки решетки, но и аберрации оптической системы спектрографа, а также естественная ширина контура линии. Кроме того, с ростом фокусного расстояния спектрографа возрастает влияние колебаний воздуха и отдельных элементов системы, что создает дополнительные трудности при наблюдениях и снижает их точность. При наиболее благоприятных условиях измерений относительная ошибка определения разрешающей способности составляет 5 - 10 %, что в некоторых случаях недостаточно для характеристики решетки по этому параметру. Поэтому непосредственные наблюдения спектральных линий дополняются исследованиями формы фронта дифрагированной волны теневым и интерференционным методами, которые взаимно дополняют друг друга. [19]
Особой помехой при определении очень малых концентраций тех или иных примесей в пробе является непрерывный фон в спектрограмме, интенсивность которого очень сильно зависит от режима работы источника света. Яркость непрерывного спектра обратно пропорциональна угловой дисперсии и прямо пропорциональна ширине входной щели спектрографа ( см. гл. Кроме того, следует принять все меры к тому, чтобы рассеянный свет, возникающий в оптической системе спектрографа, не попадал на фотопластинку. Применение контрастных пластинок также способствует уменьшению фона на них, однако контрастные фотоматериалы, к сожалению, обычно малочувствительны. [20]
Условие заполнения объектива коллиматора светом выполняется для точки источника, расположенной на оптической оси. Для других точек источника ( точка А на рис. 8, а) световые пучки попадают в объектив коллиматора лишь частично. Вследствие этого конец спектральной линии, для которого точка К на щели и точка А в источнике являются сопряженными, освещен слабее центральных участков линии. Все лучи, выходящие из одной точки источника и проходящие через одну точку щели, попадают в оптическую систему спектрографа и образуют сопряженную точку в изображении спектральной линии, если нет потерь на других диафрагмах прибора. Освещенности в спектральной линии и на щели оказываются пропорциональными друг другу. Систему освещения, состоящую из конденсора 2 и антивиньетирующей линзы 5, иногда называют двухлинзовым конденсором. [21]