Kontent qismiga oʻtish

Optik spektrometr: Versiyalar orasidagi farq

Vikipediya, ochiq ensiklopediya
Keyingi tahrir →
Kontent oʻchirildi Kontent qoʻshildi
VizualVikimatn
„Optical spectrometer“ sahifasi tarjima qilib yaratildi
(Farq yoʻq)

22-Iyun 2023, 17:38 dagi koʻrinishi

Panjara spektrometrining sxemasi
Panjara spektrometrining ichki tuzilishi: yorug'lik chap tomondan keladi va yuqori o'rta aks ettiruvchi panjarada tarqaladi. Keyin yorug'likning to'lqin uzunligi yuqori o'ng burchakdagi tirqish orqali tanlanadi.

Optik spektrometr ( spektrofotometr, spektrograf yoki spektroskop ) elektromagnit spektrning ma'lum bir qismidagi yorug'lik xususiyatlarini o'lchash uchun ishlatiladigan asbob bo'lib, odatda materiallarni aniqlash uchun spektroskopik tahlilda qo'llaniladi. [1] O'lchanadigan o'zgaruvchi ko'pincha yorug'likning nurlanishidir, lekin, masalan, qutblanish holati ham bo'lishi mumkin. Mustaqil o'zgaruvchi odatda yorug'likning to'lqin uzunligi yoki foton energiyasiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional bo'lgan birlikdir bu birliklar tengdir, masalan, to'lqin uzunligi bilan o'zaro bog'liq bo'lgan o'zaro santimetr yoki elektron volt .

Spektrometr spektroskopiyada spektral chiziqlar hosil qilish va ularning to'lqin uzunligi va intensivligini o'lchash uchun ishlatiladigan chiziqdir. Spektrometrlar optik bo'lmagan to'lqin uzunliklarining keng diapazonida, gamma nurlari va rentgen nurlaridan tortib to uzoq infraqizilgacha ishlashi mumkin. Agar asbob spektrni nisbiy emas, balki mutlaq miqyosda o'lchash uchun mo'ljallangan bo'lsa, u odatda spektrofotometr deb ataladi. Spektrofotometrlarning aksariyati ko'rinadigan spektrga yaqin spektral hududlarda qo'llaniladigan turlaridan biridir.

Voqea sodir bo'lgan optik quvvatni o'lchash uchun sozlangan spektrometrni spektroradiometr deyiladi. [2]


Umuman olganda, har qanday maxsus asbob spektrning turli qismlarini o'lchash uchun ishlatiladigan turli xil texnikalar tufayli ushbu umumiy diapazonning kichik bir qismida ishlaydigan bo'lib qoladi. Optik chastotalar ostida (ya'ni, mikroto'lqinli va radiochastotalarda ) spektr analizatori yaqindan bog'liq bo'lgan elektron qurilmadir.

Spektrometrlar ko'plab sohalarda qo'llaniladi. Masalan, ular astronomiyada jismlarning nurlanishini tahlil qilish va ularning kimyoviy tarkibini chiqarish uchun ishlatiladi. Spektrometr yorug'likni spektrga yoyish uchun prizma yoki panjaradan foydalanadi. Bu astronomlarga ko'plab kimyoviy elementlarni o'ziga xos spektral chiziqlar orqali aniqlash imkonini berishi bilan yordam qiladi. Ushbu chiziqlar vodorod alfa, beta va gamma chiziqlari kabi ularni keltirib chiqaradigan elementlar uchun nomlanadi. Yorqin obekt yorqin spektral chiziqlarni ko'rsatadi. Qorong'i chiziqlar yutilish orqali, masalan, gaz bulutidan o'tadigan yorug'lik orqali hosil bo'ladi va bu yutilish chiziqlari kimyoviy birikmalarni ham aniqlay oladi. Koinotning kimyoviy tarkibi haqidagi ko'p bilimlarimiz spektrlardan kelib chiqishi isbotlab berilgan.

Spektroskop

Turli xil diffraktsiyaga asoslangan spektrometrlarni taqqoslash: ko'zgu optikasi, sinishi optikasi, tolali/integral optika [ <span title="This claim needs references to reliable sources. (October 2013)">iqtibos kerak</span> ]

Spektroskoplar ko'pincha astronomiyada va kimyoning ba'zi sohalarida qo'llaniladi. Dastlabki spektroskoplar yorug'likning to'lqin uzunliklarini belgilovchi darajali prizmalar edi. Zamonaviy spektroskoplar, odatda, avtomatlashtirilgan va kompyuter tomonidan boshqariladigan difraksion panjara, harakatlanuvchi tirqish va qandaydir fotodetektordan foydalanadi. So'nggi yutuqlar diffraktsiya panjaralari bo'lmagan bir qator miniatyuralashtirilgan spektrometrlarda hisoblash algoritmlariga bo'lgan ishonchning ortib borayotganini ko'rsatdi, masalan, oddiy qarasak CCD chipida kvant nuqtali filtrli massivlarni [3] yoki bitta nanostrukturada amalga oshiriladigan bir qator fotodetektorlardan foydalanish orqali. . [4]

Jozef fon Fraungofer birinchi zamonaviy spektroskopni prizma, difraksion yoriq va teleskopni spektral ruxsatni oshiruvchi va boshqa laboratoriyalarda takrorlanishi mumkin bo'lgan tarzda birlashtirib yaratdi. Fraungofer birinchi difraksion spektroskopni ham ixtiro qildi. [5] Gustav Robert Kirchhoff va Robert Bunsen kimyoviy tahlilda spektroskoplarni qo'llashni kashf etdilar va seziy va rubidiyni kashf qilish uchun ushbu yondashuvdan foydalanganlar. [6] [7] Kirchhoff va Bunsen tahlillari yulduz spektrlarini, jumladan Fraungofer chiziqlarini kimyoviy tushuntirishga imkon berdi. [8]

Material qizdirilganda, u materialning atom tuzilishiga xos bo'lgan yorug'lik chiqaradi. Muayyan yorug'lik chastotalari shkalada barmoq izlari deb hisoblanishi mumkin bo'lgan aniq belgilangan chiziqlarni keltirib chiqaradi. Misol uchun, natriy elementi 588,9950 va 589,5924 nanometrlarda natriy D-chiziqlari deb nomlanuvchi juda xarakterli ikkilangan sariq chiziqqa ega bo'lgani tufayli, ularning rangi past bosimli natriy bug'li chiroqni ko'rgan har bir kishiga tanish bo'ladi.

19-asr boshlarida spektroskopning asl dizaynida yorug'lik tirqishga kirdi va kollimatsiya qiluvchi linza nurni parallel nurlarning ingichka nuriga aylantirdi. Keyin yorug'lik prizmadan (qo'lda ushlab turiladigan spektroskoplarda, odatda Amici prizmasi ) o'tib, nurni spektrga aylantirdi, chunki dispersiya tufayli turli to'lqin uzunliklari turli miqdorda singan. Keyin bu tasvirni to'g'ridan-to'g'ri o'lchash imkonini beruvchi spektral tasvirga ko'chirilgan masshtabli naycha orqali ko'rib chiqildi bu tajriba orqali hisoblaydilar.

Fotografik plyonkaning rivojlanishi bilan aniqroq spektrograf yaratildi. U spektroskop bilan bir xil printsipga asoslangan edi, lekin uning ko'rish trubkasi o'rniga kamera bor edi. So'nggi yillarda fotoko'paytiruvchi trubka atrofida qurilgan elektron sxemalar kamerani almashtirib, real vaqt rejimida spektrografik tahlilni ancha yuqori aniqlik bilan amalga oshirish imkonini berdi. Spektrografik tizimlarda plyonka o'rniga fotosensorlar massivlari ham qo'llaniladi , bu plyonka yordamida chiqariladi.

Zamonaviy spektrograflarda ultrabinafsha, ko'rinadigan va IQ spektriga yaqin diapazonlarda spektr odatda to'lqin uzunligi birligi uchun foton soni (nm yoki mkm), to'lqin soni (mkm -1, sm -1 ), chastota (THz) ko'rinishida beriladi. ), yoki energiya (eV), abscissa bilan ko'rsatilgan birliklar bilan. O'rta va uzoq IQ oralig'ida spektrlar odatda to'lqin uzunligi birligi (mkm) yoki to'lqin soni (sm -1 ) uchun vatt birliklarida ifodalanadi. Ko'p hollarda spektr birliklar qoldirilgan holda ko'rsatiladi (masalan, har bir spektral kanal uchun "raqamli hisoblar" deb atalishi kerak bo'lgan).

Odatda ko'rinadigan spektrometrlar uchun ishlatiladigan to'rtta abscissa turlarini taqqoslash.
Odatda infraqizil spektrometrlar uchun ishlatiladigan to'rtta abscissa turlarini taqqoslash.

Gemologiyada

Gemologlar qimmatbaho toshlarning yutilish spektrlarini aniqlash uchun ko'pincha spektroskoplardan foydalanadilar va shu bilan ular qanday marvaridni o'rganayotgani haqida xulosa chiqarishga imkon berishi kerak bo'lgan ishdir. [9] Gemolog marvaridning aniq identifikatorini toraytirishga yordam berish uchun ular kuzatadigan yutilish spektrini turli qimmatbaho toshlar uchun spektrlar katalogi bilan solishtirishi mumkin.

Spektrograflar

Prizmaga asoslangan juda oddiy spektroskop
KMOS spektrografi. [10]
Ondjejovdagi Chexiya astronomik institutida gorizontal quyosh spektrografi, Chexiya

Yulduz va quyosh spektrografi

Yulduzlarning spektral tasnifi va asosiy ketma-ketlikning ochilishi, Xabbl qonuni va Hubble ketma-ketligi fotografik qog'ozdan foydalangan holda spektrograflar yordamida amalga oshirildi. Kelgusi Jeyms Uebb kosmik teleskopi yaqin infraqizil spektrograf ( NIRSpec ) va o'rta infraqizil spektrografni ( MIRI ) o'z ichiga oladigan bir turidir.

Echelle spektrografi

Echelle spektrografi bir-biriga nisbatan 90 daraja aylantirilgan va bir-biriga yaqin joylashgan ikkita diffraktsiya panjarasidan foydalanadi. Shuning uchun tirqish emas, kirish nuqtasi ishlatiladi va CCD-chip spektrni o'z ichiga qayd qiladi. Ikkala panjara ham keng oraliqlarga ega va biri faqat birinchi tartib ko'rinadigan tarzda yonadi, ikkinchisi esa ko'plab yuqori tartiblar bilan yonadi, shuning uchun CCDga juda nozik spektr taqdim etiladigan sohalardandir.

Adabiyotlar

  1. ↑ Butler, L. R. P.; Laqua, K. (1995). "Nomenclature, symbols, units and their usage in spectrochemical analysis-IX. Instrumentation for the spectral dispersion and isolation of optical radiation (IUPAC Recommendations 1995)". Pure Appl. Chem. 67 (10): 1725–1744. doi:10.1351/pac199567101725. http://iupac.org/publications/pac/67/10/1725/. "A spectrometer is the general term for describing a combination of spectral apparatus with one or more detectors to measure the intensity of one or more spectral bands." 
  2. ↑ Schneider, T.. CIE 250:2022 Spectroradiometric Measurement of Optical Radiation Sources. Vienna: CIE - International Commission on Illumination, 2022. ISBN 978-3-902842-23-7. 
  3. ↑ Bao, Jie; Bawendi, Moungi G. (2015-07-01). "A colloidal quantum dot spectrometer" (en). Nature 523 (7558): 67–70. doi:10.1038/nature14576. ISSN 1476-4687. PMID 26135449. https://www.nature.com/articles/nature14576. 
  4. ↑ Yang, Zongyin; Albrow-Owen, Tom; Cui, Hanxiao; Alexander-Webber, Jack; Gu, Fuxing; Wang, Xiaomu; Wu, Tien-Chun; Zhuge, Minghua et al. (2019-09-06). "Single-nanowire spectrometers". Science 365 (6457): 1017–1020. doi:10.1126/science.aax8814. PMID 31488686. https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.aax8814. 
  5. ↑ Brand, John C. D.. Lines of Light: The Sources of Dispersive Spectroscopy, 1800–1930. Gordon and Breach Publishers, 1995 — 37–42 bet. ISBN 978-2884491624. 
  6. ↑ Weeks, Mary Elvira (1932). "The discovery of the elements. XIII. Some spectroscopic discoveries". Journal of Chemical Education 9 (8): 1413–1434. doi:10.1021/ed009p1413. 
  7. ↑ „Robert Bunsen“. infoplease. Pearson Education (2007). Qaraldi: 2011-yil 21-noyabr.
  8. ↑ Brand 1995, s. 63
  9. ↑ „Spectroscope - The Gemology Project“. gemologyproject.com. Qaraldi: 2022-yil 4-yanvar.
  10. ↑ „Powerful New VLT Instrument Arrives in Chile“. ESO Announcement. Qaraldi: 2012-yil 11-oktyabr.

Bibliografiya

Ushbu maqola Mirzo Ulug'bek nomidagi O'zbekiston Milliy universiteti Fizika fakulteti talabasi Mirqo'ziyeva Dilbar tomonidan Wikita'lim loyihasi doirasida ingliz tilidan tarjima qilindi.

Tashqi havolalar

"https://uz.wikipedia.org/w/index.php?title=Optik_spektrometr&oldid=3779348" dan olindi