|
Физические методы исследования в химии - Пентин Ю.А.ISBN 5-03-003470-6 Скачать (прямая ссылка):  К тепловым приемникам относится также пневматический или &птико- акустический приемник (ячейка Голея), в котором под действием излучения происходит тепловое расширение газа. Газ помещается в зачерненной камере с гибкой стенкой, имеющей зеркальное внешнее покрытие. Движение отраженного зеркалом светового луча регистрируется фотоэлементом. Этот приемник изготовляется •обычно для длинноволновой ИК области, где используется также другая группа приемников: квантовые или фотонные. В фурье-спектроскопии используются в основном три типа интерферометров: Фабри-Перо, Майкельсона и ламеллярный интерферометр. Не останавливаясь на особенностях и устройстве отдельных типов интерферометров, следует лишь отметить, что в основу конструкции всех этих приборов положено явление интерференции волн электромагнитного излучения. Принципы их действия также существенно не различаются (см. гл. 5). На рис. 12.2 в качестве примера представлена принципиальная оптическая схема фурье-спектрометра, построенного по принципу Майкельсона. Поток ИК излучения от источника 1, модулированный прерывателем 2, делится светоделителем 4 на два пучка. Один из них направляется на зеркало 3, которое связано микрометрической передачей с двигателем и может поступательно перемещаться с определенной длиной пробега и возвращаться в исходное положение. Отраженный от этого зеркала пучок интерферирует, имея заданную зеркалом 3 разность хода, с пучком, отраженным от закрепленного зеркала 5. Дальше излучение фокусируется линзами 6 на приемнике 8, проходя через исследуемый образец, помещенный ю* 5 292 Часть четвертая. Методы колебательной ИК и КР спектроскопии в кюветное отделение 7. При движении зеркала 3 и интерференции пучков с изменяющейся разностью хода происходит сканирование в определенном спектральном диапазоне. Регистрируемая интперферограмма представляет зависимость сигнала от разности хода пучков и является функцией энергии источника, видоизмененной поглощением образца. Фурье-преобразо-вание полученной интерферограммы, проводимое по заданной программе мини-ЭВМ, входящей в комплект современных фурье-спек-трометров, дает результирующий спектр поглощения исследуемого образца. Спектральный интервал, который доступен для изучения, определяется используемым светоделителем. Чтобы охватить всю ИК область, необходимо несколько сменных светоделителей, которые бывают в виде металлических сеток, пленок и диэлектрических покрытий на твердых подложках. Фурье-спектроскопия имеет ряд больших достоинств. Два главных преимущества интерферометров перед обычными спектрометрами заключаются в следующем. Во-первых, это выигрыш в энергии за счет того, что при сканировании в каждый момент времени на приемник попадает излучение всего исследуемого спектрального диапазона длин волн, а не узкий его участок, определяемый в монохроматоре обычного прибора диспергирующей системой и щелями. Иными словами, в интерферометре в течение всего времени сканирования получается информация одновременно обо всем исследуемом спектральном диапазоне, а в обычном спектрометре в разные моменты времени получается информация только об узких спектральных полосах исследуемого диапазона. Данное преимущество интерферометров особенно важно в длинноволновой области, где интенсивность излучения источника мала и отношение сигнала к шуму является лимитирующим фактором. Высокая чувствительность фурье-спектрометров иллюстрируется рис. 12.3. Во-вторых, большой выигрыш дает возможность повышения разрешающей силы интерферометра без уменьшения потока лучистой энергии. Разрешающая способность фурье-спектрометра пропорциональна максимальной разности хода пучков и, чтобы повысить, например, вдвое разрешение спектра, нужно просто удвоить длину перемещения зеркала, т. е. и время регистрации. В интерферометрах проще, чем в дифракционных спектрометрах, осуществялется фильтрация излучения нужного спектрального диапазона, т. е. значительно упрощается проблема устранения паразитного, или рассеянного света. Глава 12. Приборы и экспериментальная техника 293 Рис. 12.3. ИК спектры НПВО, полученные на фурье-спектро-метре с жидкостной кюветой и элементом из KRS-5: 1 - спектр водного раствора нео-мицина; 2 - спектр воды; 3 - спектр иеомицииа после вычитания спектра поглощения воды и растяжки шкалы оптической плотности Указанные преимущества обеспечивают такие достоинства фурье- спектроскопии, как: очень высокая чувствительность и точность измерений интенсивности, особенно при многократном сканировании и накоплении сигнала; очень высокое разрешение (до 10-2 см-1) и высокая точность определения волновых чисел; быстродействие, т. е. возможность быстрого исследования широкой спектральной области (время сканирования для интервала в несколько сотен см-1 составляет < 1с); и др. 12.1.2. Подготовка образцов различного сипа ИК спектроскопия выгодно отличается от многих других физических методов
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
