| 8406202 9216 1210 912 1 = a1 = 90°. Стрелками в случаях 1, 3, 5 показан ход луча света.
1) Простая трёхгранная призма с преломляющим углом [$\alpha$] = 60°.
2) Призма Корню, представляющая собой соединение на оптическом контакте двух прямоугольных призм, вырезанных из лево- и правовращающего кварца (см. Оптическая активность, Оптически-активные вещества) так, что кристаллографич. оси параллельны основаниям призм. В призме Корню компенсируются двойное лучепреломление и вращение плоскости поляризации, что улучшает качество спектра. В автоколлимационных приборах (см. Автоколлимация) того же эффекта достигают, применяя одну половину призмы Корню, задняя поверхность к-рой покрыта отражающим слоем.
3) Призма Аббе, в к-рой разложение в спектр сопровождается отклонением пучка лучей на 90°.
4) Призма Розерфорда из трёх склеенных призм, увеличивающая угловую дисперсию за счёт большого преломляющего угла (100°) при сравнительно малых потерях на отражение.
5) Призма прямого зрения (Амичи), состоящая из трёх или более склеенных призм. Один из средних лучей спектра проходит призму Амичи без отклонения; лучи с большей или меньшей длиной волны отклоняются в стороны от этого среднего луча. Оптич. ось в приборах с призмой Амичи не имеет излома, типичного для большинства спектральных приборов.
К С. п. относится и призма Фери, при использовании к-рой наряду с разложением в спектр пучка лучей происходит его фокусировка. Это достигается благодаря тому, что рабочие грани призмы искривлены и одна из них является зеркалом, т. к. на неё нанесено металлич. покрытие. При радиусе кривизны выходной поверхности К спектр располагается на окружности радиуса Л/2.
До 70-х гг. 20 в. С. п. чрезвычайно широко применялись в спектральных приборах. Затем наметилась тенденция к замене их во MH. случаях диспергирующими элементами др. типов.
Л. H. Капорский.
СПЕКТРАЛЬНЫЕ СЕРИИ, группы спектральных линий в спектрах атомов, подчиняющиеся определённым закономерностям. Линии данной С. с. в спектрах испускания возникают при всех разрешённых квантовых переходах с различных начальных верхних энергетических уровней энергии атома на один и тот же конечный нижний уровень (в спектрах поглощения - при обратных переходах). Волновые числа линий С. с. подчиняются определённым закономерностям и сходятся к границе серии (см. рис. 1 в ст. Атом). Наиболее чётко С. с. выделяются в спектрах водорода и водородоподобных атомов, гелия, щелочных металлов (серии Лаймана, Бальмера, Пашена, Брэкета, Пфаунда и Хамфри для H; главная, диффузная и резкая серии для щелочных металлов; см. Атомные спектры).
СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ, физич. метод качественного и количественного определения атомного и молекулярного состава вещества, основанный на исследовании его спектров. Физич. основа С. а.- спектроскопия атомов и молекул, его классифицируют по целям анализа и типам спектров (см. Спектры оптические). Атомный С. а. (АСА) определяет элементный состав образца по атомным (ионным) спектрам испускания и поглощения, молекулярный С. a. (MCA) - молекулярный состав веществ по молекулярным спектрам поглощения, люминесценции и комбинационного рассеяния света,
Эмиссионный С. а. производят по спектрам испускания атомов, ионов и молекул, возбуждённым различными источниками электромагнитного излучения в диапазоне от [$\gamma$]-излучения до микроволнового. Абсорбционный С. а. осуществляют по спектрам поглощения электромагнитного излучения анализируемыми объектами (атомами, молекулами, ионами вещества, находящегося в различных агрегатных состояниях).
Историческая справка. В основе АСА лежит индивидуальность спектров испускания и поглощения хим. элементов, установленная впервые Г. P. Кирхгофом и P. Бунзеном (1859-61). В 1861 Кирхгоф доказал на основе этого открытия присутствие в хромосфере Солнца ряда элементов, положив начало астрофизике. В 1861-1923 с помощью АСА было открыто 25 элементов. В 1932 спектральным методом был открыт дейтерий.
Высокая чувствительность и возможность определения MH. элементов в пробах малой массы сделали АСА эффективным методом качественного анализа элементного состава объектов. В 1926 нем. физик В. Герлах положил начало количественному С. а. Для развития С. а. и внедрения его на пром. предприятиях СССР большую роль сыграли Г. С. Ландсберг, С. Л. Мандельштам, А. К. Русанов
(Москва), A. H. Филиппов, В. К. Прокофьев (Ленинград) и др.
Атомный спектральный анализ (АСА)
Эмиссионный АСА состоит из следующих осн. процессов:
1) отбор представит, пробы, отражающей средний состав анализируемого материала или местное распределение определяемых элементов в материале;
2) введение пробы в источник излучения, в к-ром происходят испарение твёрдых и жидких проб, диссоциация соединений и возбуждение атомов и ионов;
3) преобразование их свечения в спектр и его регистрация (либо визуальное наблюдение) с помощью спектрального прибора',
4) расшифровка полученных спектров с помощью таблиц и атласов спектральных линий элементов.
На этой стадии заканчивается качественный АСА. Наиболее результативно использование чувствительных (т. н. "последних") линий, сохраняющихся в спектре при минимальной концентрации определяемого элемента. Спектрограммы просматривают на измерит, микроскопах, компараторах, спектропроекторах. Для качественного анализа достаточно установить наличие или отсутствие аналитич. линий определяемых элементов. По яркости линий при визуальном просмотре можно дать грубую оценку содержания тех или иных элементов в пробе.
Количественный АСА осуществляют сравнением интенсивностей двух спектральных линий в спектре пробы, одна из к-рых принадлежит определяемому элементу, а другая (линия сравнения) - осн. элементу пробы, концентрация к-рого известна, или специально вводимому в известной концентрации элементу ("внутреннему стандарту").
В основе количественного АСА лежит соотношение, связывающее концентрацию с определяемого элемента с отношением интенсивностей линии определяемой примеси (I1) и линии сравнения (I2):
I1/I2= ась
(постоянные а и b определяются опытным путём), или
Ig (I1/I2) = b lg с+ lg а. С помощью стандартных образцов (не менее 3) можно построить график зависимости Ig(I1/I2) от Ig с (градуировочный график, рис. 1) и определить по нему а и Ь. Значения I1и I2 можно получать непосредственно путём фотоэлектрич. регистрации или путём фотометрирования (измерения плотности почернения) линии определяемой примеси и линии сравнения при фоторегистрации. Фотометрирование производят на микрофотометрах.
Рис. 1. Градуировочный график (метод трёх эталонов).
Для возбуждения спектра в АСА используют различные источники света и соответственно различные способы введения в них образцов. Выбор источника зависит от конкретных условий анализа определённых объектов. Тип источника и способ введения пробы составляют гл. содержание частных методик АСА.
Первым искусств, источником света в АСА было пламя газовой горелки - источник весьма удобный для быстрого и точного определения мн. элементов. Темп-pa пламён горючих газов не высока (от 2100 К для смеси водород - воздух до 4500 К для редко используемой смеси кислород - циан). С помощью фотометрии пламени определяют ок. 70 элементов по их аналитич. линиям, а также по молекулярным полосам соединений, образующихся в пламенах.
В эмиссионном АСА широко используют электрич. источники света. В электрич. дуге постоянного тока между специально очищенными угольными электродами различной формы, в каналы к-рых помещают исследуемое вещество в измельчённом состоянии, можно производить одновременное определение десятков элементов. Она обеспечивает относительно высокую темп-ру нагрева электродов и благоприятные условия возбуждения атомов пробы в дуговой плазме, однако точность этого метода невысока из-за нестабильности разряда. Повышая напряжение до 300-400 [$\beta$] или переходя к высоковольтной дуге (3000- 4000 в), можно увеличить точность анализа.
Более стабильные условия возбуждения создаёт дуга переменного тока. В совр. генераторах дуги переменного тока (см., напр., рис. 2) можно получить различные режимы возбуждения: низковольтную искру, высокочастотную искру, дугу переменного тока, импульсный разряд и т. д.
Рис. 2. Принципиальная схема дуги переменного тока двойного питания: А - амперметр; Ri и R1 - реостаты; Tp - повышающий трансформатор; К - катушка индуктивности; АП - аналнтический промежуток; П - вспомогательный промежуток; C1 и C2 - конденсаторы.
Такие источники света с различными режимами используют при определении металлов и трудновозбудимых элементов (углерод, галогены, газы, содержащиеся в металлах, и т. д.). Высоковольтная конденсированная иск[$\rho$]а (рис. 3) служит гл. обр. источником света при анализе металлов. Стабильность искрового разряда позволяет получать высокую воспроизводимость анализа, однако сложные процессы, происходящие на поверхностях анализируемых электродов, приводят к изменениям состава пл |
