单色器
①棱镜 棱镜的作用是把旦复合光分解为单色光。当包含有不同波长的复合光通过棱镜时,不同波长的光就会因折射率不同而分开。这种作用称为棱镜的色散作用。由于不同波长的光在同一介质中具有不同的折射率,波长短的光折射率大,波长长的光折射率小。因此,平行光经色散后按波长顺序分解为不同波长的光,经聚焦后在焦面的不同位置成像,得到按波长展开的光谱。色散能力常以色散率和分辨率表示。玻璃棱镜比石英棱镜的色散率大。但在200~400nm的波长范围內,由于玻璃强烈地吸收紫外光,无法采用,故只能采用石英棱镜。对于同一种材料的棱镜,波长越短,角色散率也越大,因此,短波部分的谱线分得较开一些,长波部分的谱线靠得紧些。棱镜的分辨率随波长而变化,在短波部分分辨率较大。对紫外光区,常使用对紫外光有较大色散率的石英棱镜;而对可见光区,最好的是玻璃棱镜。
②光栅 光栅分为透射光栅和反射光栅,常用的是反射光栅。反射光栅又可分为平面反射光栅(或称闪耀光栅)和凹面反射光栅。光栅由玻璃片或金属片制成,其上准确地刻有大量宽度和距离都相等的平行线条(刻痕),可近似地将它看成一系列等宽度和等距离的透光狭缝。光栅是一种多狭缝部件,光栅光谱的产生是多狭缝干涉和单狭缝衍射两者联合作用的结果。多狭缝干涉决定光谱出现的位置,狭缝衍射决定谱线的强度分布。光栅的特性可用色散率、分辨能力和闪耀特性来表征。
③闪耀光栅 由于非闪耀光栅其能量分布与单缝衍射相似,大部分能量集中在没有被色散的“零级光谱”中,小部分能量分散在其它各级光谱。零级光谱不起分光作用,不能用于光谱分析。而色散越来越大的一级、二级光谱,强度却越来越小。为了降低零级光谱的强度,将辐射能集中于所要求的波长范围,近代的光栅采用定向闪耀的办法。即将光栅刻痕刻成一定的形状,使每一刻痕的小反射面与光栅平面成一定的角度,使衍射光强主最大从原来与不分光的零级主最大重合的方向,转移至由刻痕形状决定的反射方向。结果使反射光方向光谱变强,这种现象称为闪耀,这种光栅称为闪耀光栅。
④狭缝 狭缝是由两片经过精密加工,且具有锐利边缘的金属片组成,边必须保持互相平行,并且处于同一平面上。狭缝宽度对分析有重要意义。单色器的分辨能力表示能分开最小波长间隔的能力。
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