Спектроскоп

Салабутін Олександр, 31 група

Загальний опис (принцип дії)

Спектроскоп (від спектр і грец. skopeo — дивлюся) — оптичний прилад для візуального спостереження спектра випромінювання. Використовується для швидкого, якісного спектрального аналізу речовин у хімії, металургії (наприклад, стилоскоп) і т. д

Спектроскопія спочатку була інструментом для дослідження спектра джерел світла, а також для вивчення взаємодії між випромінюванням і різними зразками речовини у видимому діапазоні довжин хвиль (λ) електромагнітного випромінювання. Перші спектроскопы використовували видиму область світла, піддану дисперсії за допомогою призми. Довжина хвилі зчитувалась з допомогою вбудованого в прилад шкали, її положення встановлювали за відомим яскравим спектральним лініям емісійного випромінювання окремих речовин. Пізніше поняття було розширено, і тепер воно включає будь-які вимірювання інтенсивності випромінювання як функції довжини хвилі випромінювання (або частоти). Таким чином спектроскопія дозволяє вивчати взаємодію випромінювання з речовиною змінної в області частот (ν). Надалі можливості досліджень були розширені, досліджується енергія як змінна E = hν для фотонів (h — постійна Планка). Відгук системи досліджують як функцію довжини хвилі випромінювання (часто — частоти), його називають спектром.

Історична довідка

Першим творцем спектроскопа вважають німецького фізика Йозефа Фраунгофера. Спектроскопічна установка, створена ним, являла собою щілину в віконницях, через яку сонячне світло падало на призму. Спектр кольорів не проектувався на екран, а потрапляв в об'єктив зорової труби, встановленої за призмою. Таким чином, вчений спостерігав його суб'єктивно.

Об'єктом досліджень Фраунгофера було сонячне світло. У 1814 р. вчений виявив на безперервному сонячному спектрі виразні темні лінії. Такі ж лінії він побачив та в спектрах Венери і Сіріуса, а також штучних джерел світла.

Потрібно сказати, що ще за 12 років до цього, в 1802 р., ці ж лінії в сонячному спектрі виявив англійський учений Вільям Хайд Волластон (Уолластон), вивчаючи сонячне світло за допомогою камери-обскури. Він подумав, що це лінії, що розділяють кольори спектру, тому й не намагався знайти пояснення їх появи.

Як і Волластон, Фраунгофер також не зміг пояснити природу темних ліній. Але лінії стали називатися Фраунгоферовы лінії, а сам спектр - Фраунгоферовым спектром.

У 1863 році британський астроном Вільям Гаґґінс довів за допомогою спектроскопа, що зорі складаються з тих самих елементів, які наявні й на Землі.

Технічні характеристики

Кожен спектроскоп має свої конструктивні особливості, але принцип роботи у них спільний.

Двотрубний спектроскоп призматичного типу містить: коліматор з щілинним пристроєм; призму або дифракційну гратку; зорову трубку. У фокальній площині об'єктива знаходиться вузька щілина, довжин якої перпендикулярна площині малюнка. Щілина висвітлюється досліджуваними променями.

Сфера застосування

Використовується переважно для швидкого і якісного спектрального аналізу в хімії, металургії та інших галузях.

За допомогою флуоресцентного окуляра візуально можна спостерігати ультрафіолетовий спектр, а за допомогою електронно-оптичного перетворювача — ближню інфрачервону ділянку спектра.

Фото, відео-матеріали

Список використаних джерел

https://traditio.wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%BF