Измерение спектров
9.3.1. Измерение спектров
Учение об измерении распределения мощности излучения по спектру называется спектрофотометр и-е и. Ее методы состоят в фотометрировании спектров, т. е. измерении распределения лучистых или световых мощностей по длинам волн или частотам (лат. spectrum — представление, образ). Этот термин в оптике имеет двоякое значение. Под спектром чаще всего подразумевают изображение, образуемое разложением излучения на его «монохроматические» составляющие. Однако во многих случаях в тот же термин вкладывают иное содержание, имея в виду состав сложного излучения, распределение его характеристик по длинам волн*. В этом смысле спектрофотометрия дает методы получения спектров испускания, поглощения и рассеяния, выражаемых кривыми распределения световых или энергетических величин по длинам волн или частотам излучений.
Сущность спектрофотометрических измерений сводится к следующему.
Излучение с помощью диспергирующего устройства, например призмы или дифракционной решетки, разлагают в спектр (Рисунок 9.4). При помощи щелевой диафрагмы из него выделяют узкий пучок света — интервал ??. Его направляют на приемник, реагирующий либо на мощность (фотоэлемент, термостолбик), либо на энергию пучка (фотографический материал). Реакцию приемника измеряют. Зная характер зависимости между реакцией и мощностью (энергией), находят нужную спектральную величину, приходящуюся на данный интервал или, как упрощенно считают, на данную длину волны (середину интервала). После этого строят график зависимости, например светового потока от длины волны, характеризующий спектральный состав излучения (спектр испускания источника).
При измерении спектра поглощения перед приемником помещают слой вещества, поглощение которого измеряется. По мощности «монохроматического» излучения до и после прохождения его через слой находят степень поглощения, выражая ее коэффициентом поглощения, оптической плотностью или удельным показателем поглощения. В этом случае результат измерения описывается графиком зависимости измеренной величины от длины волны — спектром поглощения.
Спектр отражения получают в результате сравнения монохроматических характеристик излучения, отраженного данной и белой эталонной поверхностью. Чаще всего это - - монохроматический коэффициент отражения.