Монохроматор УМ-2

Роботу виконав Баланюк Олександр 32гр.

Монохроматор УМ-2

Призначення приладу

Приклад спектральних ліній

Спектральні прилади призначені для аналізу складного випромінювання, безпосередньо випромінюваного різними тілами або утворених в результаті взаємодії випромінювання з речовиною. ці дослідження проводяться в широкому діапазоні довжин хвиль від далекої ультрафіолетової області до міліметрових радіохвиль. Спектральні прилади дозволяють:

• розкласти досліджуване випромінювання в спектр, тобто розташувати по довжинах хвиль випромінювання, яке потрапляє на вхід приладу;
• зафіксувати положення окремих ділянок спектра або віддалених спектральних ліній;
• виміряти інтенсивність якої-небудь ділянки спектра або спектральної лінії.

Відповідно до положення ліній в спектрі, тобто по довжинах хвиль, можна судити про переходи між рівнями енергії і внутрішню будову атомів і молекул, а за інтенсивністю ліній - про можливості переходів між окремими рівнями. Інтенсивність спектральних ліній визначається також числом випромінюючих атомів і молекул, що дає можливість визначити зміст окремих елементів і молекулярних сполук в досліджуваній речовині. За формою контуру спектральних ліній можна зробити висновок про характер взаємодії між частинками, про вплив електричних і магнітних полів, а також про температуру, при якій відбувається випромінювання. Таким чином спектральні прилади досліджують випромінювання як сигнал, що посилається за певних умов речовиною і дає інформацію про його будову.

Загальний опис

Загальний вигляд монохроматора УМ-2

Монохроматор - спектральний оптико-механічний прилад, призначений для виділення монохроматичного випромінювання. Принцип роботи заснований на дисперсії світла.

Монохроматор УМ-2 призначений для проведення спектральних досліджень джерел світлового випромінювання, проведення якісного спектрального аналізу і вивчення спектральних залежностей коефіцієнтів відображення, прозорості і поглинання різних середовищ. Спектральний діапазон монохроматора УМ-2 становить від 400 до 1000 нм.

Монохроматор складається з двох труб і призменного блоку, розміщених на двох оптичних рейках. Труби монохроматора УМ-2 розташовані під кутом 90°, а оптичні осі вхідної і вихідної труб монохроматора йдуть паралельно рейкам.

Конструкція

1-джерело випромінювання; 2-конденсор; 3-щілинна діафрагма; 4-об'єктив; 5-диспергуючий елемент; 6-об'єктив зорової труби; 7-покажчик; 8-окуляр;

Загальна

Оптична схема спектрального приладу в загальному випадку складається з наступних основних частин: I - освітлювальної; II - диспергирующей; III - приймально-реєструючої. Освітлювальний пристрій призначений для створення досить сильного і рівномірного освітлення щілинний діафрагми 3 досліджуваним випромінюванням. В освітлювальну частину входять джерело випромінювання (1) і конденсор (2), який проектує зображення джерела на вхідну щілину 3 коліматора. Диспергуюча частина II слугує для розкладання в спектр направленого з коліматора паралельного пучка променів. Вузька щілинна вхідна діафрагма (3) встановлена ​​в фокальній площині об'єктива (4) коліматора. Коліматор спрямовує паралельні пучки променів на диспергиручий елемент (5), в якості якого застосовують дисперсійні призми і дифракційні решітки. Пристрій приймально-реєструючої частини (III) залежить в першу чергу від призначення спектрального приладу.

Приймально - реєструючий пристрій при візуальному методі спостереження являє собою зорову трубу. Вона складається з об'єктива (6) і окуляра (8). Між об'єктивом і окуляром розташований покажчик (7). У сучасних спектральних приладах спектральне розкладання здійснюється за допомогою диспергируючих систем, що складаються з декількох призм. Така оптична система дозволяє отримати велику дисперсію, а також змінювати кути відхилення променів. На рис. представлена призма Аббе, що представляє собою блок з трьох склеєних прямокутних призм.

Призма Аббе

Призма Аббе є не тільки диспергирующим елементом, але також відхиляє будь-який промінь, що йде через неї під кутом найменшого відхилення, на 90° (рис). Призма складається з трьох склеєних призм, одна з яких є поворотною.

Від об'єктива коліматора на призму падає паралельний пучок немонохроматичного світла. На вхідній грані призми в силу дисперсії промені різних довжин хвиль заломлюються по-різному. Один з променів піде під кутом найменшого відхилення, тобто паралельно основі 1-ї призми і під кутом 45° відіб'ється від гипотенузной межі поворотної призми повного внутрішнього відображення і пройде паралельно основі 3-ї призми. Далі цей промінь потрапляє на кордон скло-повітря, знову заломлюється і виходить з призми уздовж оптичної осі приймальної частини приладу. Призми 1 і 3 фактично виконують роль диспергируючого елементу.