Регистрация излучения
Для регистрации излучения применяют различные способы.
1. Визуальная регистрация в видимой области спектра – наблюдение спектра глазом человека с помощью окуляра. Человеческий глаз является простейшим (но субъективным) приемником излучения, он способен воспринимать даже слабые потоки излучения видимого диапазона (400-750 нм). Визуальная регистрация излучения используется, как правило, только при экспрессном качественном анализе.
2. Фотографическая регистрация спектра излучения на фотопластинке или фотопленке. На фотопластинке после ее проявления фиксируется не только спектр излучения в ультрафиолетовом и видимом диапазонах, но и степень почернения линий, которая является мерой попавшего на фотоэмульсию излучения. Чувствительность фотоэмульсии практически одинакова от 250 нм до 510 нм. Для увеличения чувствительности фотоэмульсии в нее добавляют различные красители, обеспечивая высокую чувствительность к определенным интервалам длин волн от 200 до 1000 нм. Достоинством фотографической регистрации спектра является ее документальность. Правильность выполнения измерений можно проверить спустя длительное время. Фотоэмульсия позволяет регистрировать широкий интервал длин волн испускаемого излучения и, кроме того, обладает коммулятивным свойством, т.е. она способна суммировать во времени количество излучения, что дает возможность регистрировать очень слабые потоки, увеличивая экспозицию (время воздействия излучения). К недостаткам фотографической регистрации следует отнести длительность ее процедуры, а также изменение параметров фотоэмульсии при длительном хранении, особенно для эмульсий, сенсибилизированных красителями.
3. Фотоэлектрическая регистрация излучения с помощью фотоэлемента или фотоэлектронного умножителя. Фотоэлемент или фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) преобразует энергию излучения в электрическую с последующей регистрацией фототока. ФЭУ отличается от фотоэлемента тем, что образующееся в нем общее число электронов значительно больше, чем в фотоэлементе, поэтому чувствительность ФЭУ выше, чем фотоэлемента. К достоинствам фотоэлектрической регистрации излучения следует отнести большой диапазон линейности преобразованного сигнала излучения, оперативность получения аналитической информации и высокая чувствительность регистрации излучения.
Принцип действия спектральных приборов в АЭСА основан на пространственном разложении параллельных потоков излучения в совокупность монохроматических составляющих (т.е. в спектр) с помощью диспергирующих элементов – призм или дифракционных решеток. При фотоэлектрических методах регистрации излучения используют спектрометры, квантометры и пламенные фотометры, а при фотографических способах регистрации применяют спектрографы в сочетании с микрофотометрами. Блок-схема спектрального прибора в АЭСА показана на рис. 2.2.
Рисунок 2.2 – Блок-схема однолучевого эмиссионного спектрометра: 1 – источник излучения (атомизатор); 2 – диспергирующее устройство (монохроматор); 3 – фотоприемник монохроматического излучения; 4 – электроника приемника; 5 – регистрирующее устройство (индикатор выходного сигнала)
Способность спектрального прибора разделять в пространстве излучение различных длин волн характеризуют линейной дисперсией D=dl/dl, где l – расстояние между двумя близлежащими линиями в спектре в мм на 1 нм длины волны l. Более информативной является обратная дисперсия D–1=dl /dl (число нм на 1 мм). Чем меньше D–1, тем выше разрешающая способность спектрального прибора.