Ii yorug’likning kombinatsion sochilishini spektrlar bo’yicha molekulyar analizi. Kombinatsion sochiluvchi yorug’likning spektroskopiya texnikasi. Spektral apparat. Umumiy tavsilot

Kombinatsion sochilish chiziqlarining intensivligini ularning maksimumlarida o’lchash.
Kombinatsion sochilish chiziqlaridagi intensivliknianiqlashda, turli chiziqlarda keng chegara bo’yicha tovlanib turuvchi kenglik katta ahamiyatga ega. Bu bikan bog’liq holda, chiziq intensivligini harakteristikasi uchun ayni qaysi o’lchanayotgan kattaliklardan biri tanlanishi kerak degan savol tug’iladi. Bu maqsadda, chiziq konturi bilan chegaralangan chiziq maksimumidagi intensivlik I₀ va integrallovchi intensivlik I_∞ lar xizmat qiladi. Tajriba shart-sharoitidan qat’iy nazar, o’lchashlar davomida yoki u yoki bu kattalikni olish mumkin. Va nihoyat, oddiy fizik ahamiyatga ega bo’lmagan va chiziq harakteristikasi uchunxizmat qila olmaydigan, ammo shunga qaramasdan, analizlarda deyarli ishlatilishi mumkin bo’lgan, I₀ va I_∞ orasidagi qandaydir oraliq kattalikni olish mumkin. O’lchanayotgan intensivlik kattaligining spektral moslama parametrlariga va uyg’otuvchi yorug’lik manbasiga bog’liqligi muammoni chuqurlashtiradi va aytib o’tish kerakki, bu bog’liqlik turli chiziq kengliklarida turli harakterga ega. Barcha aytib o’tilganlar huddi spektrlarni fotografik qayd etilishi kabi, fotoelktrik qayd etilishda ham teng kuchga ega.
Maksimum chiziqdagi intensivlikni o’lchashnin afzalligi shundaki, bu holatda spektral qurilmaning maksimal ajrata olish qobiliyatidan foydalanish mumkin. Biroq bunday o’lchashlarda spektral qurilma parametrlari va uyg’otuvchi yorug’lik manbasining olinadigan natijalarga ta’sirini ham hiboga olib qo’yish kerak.
Bizda A(x)-apparat funksiyasi bo’lsin. Agar ma’lum bo’lgan chiziq formasi f(x) funksiyasi bilan keltirilishi mumkin bo’lsa, u holda kamerning fokal tekisligida(spektrlarni fotografik qayd qilishda) yoki kollimatorning chiquvchi tirqish tekisligida spektrograf tomonidan beriluvchi intensivlik taqsimoti, quyidagicha bo’ladi:
(13.10)
Bu taqsimotdagi maksimumdagi intensivlik (13.10) ifodadan, agar unga ξ=0 qo’yilsa quyidagicha topilishi mumkin :
(13.11)
Shunday qilib, maksimum chiziqdagi intensivlik I₀ juda murakkab holda aaprat funksiya A(x) va chiziq formasi f(x) ga bog’liq ekan. Bundan tashqari, apparat kunksiyaning ko’rinishi A(x) faqatgina spektrografning o’zining parametrlari bilan aniqlanmasdan, tirqishning yoritilish vaziyasiga ham bog’liq bo’lishi qo’shimcha qiyinchiliklar tug’diradi: A(x) tirqishga tushuvchi yorug’likning kogerentlik darajasining o’zgarishiga bog’liq o’zgarar ekan.
Nisbatan olinganda, apparat funksiya A(x), spektrograf tirqishi butunlay kogerent yoki kogerent bo’lmagan yorug’lik bilan yoritilganda oddiyroq ko’rinishga ega bo’ladi. Yoritilishning boshqacha sharoitida apparat funksiya ancha murakkab ko’rinish oladi. Amliy jihatdan, odatda kombinatsion sochilish spektrlarini o’rganilayotganda kondensorli linzadan foydalangan holda spektrograf tirqishini yoritilishida, tirqishga tushuvchi yorug’likni butunlay kogerent emas deb hisoblashimiz mumkin.
Kombinatsion sochilishdagi spektrlarni qayd qilishda shuni ahamiyatga olish kerakki, undagi chiziqlar sezilarli kenglikka ega bo’ladi. Shu sababli, asbobning ajrata olish qobiliyatini deyarli pasaytirmagan holda, qandaydir chegarada spektr ravshanligini oshirish uchun spektrografning yetarli kenglikdagi tirqishidan foydalanish imkoniyatlari ochilib bormoqda. Shuning uchun, kombinatsion sochilish spektrlarini o’rganishda, tirqish kengligi berilgan spektral apparat uchun normal tirqish kengligidan bir necha martta katta bo’ladi.
Spektrograf tirqishining kengligini to’g’ri tanlansa, chiziqning maksimumidagi intensivlik tirqish kengligiga proporsional bo’lib qoladi, huddi uzluksiz spektrdagi kabi(139rasm)
139-rasm. Chiziq maksimumidagi intensivlik I_max ning spektrograf tirqishining kengligi s ga bog’liq ravishda o’zgarishi(I,II,III sohalar 85paragrafda chuntiriladi)

Shu bilan kelishgan holda, spektrfograf tirqishining kengligi sezilarli darajada bu spektrograf uchun normal bo’lgan tirqish kengligidan katta bo’lishi kerak, shu vaqtning o’zida, chiziq maksimumidagi intensivlik tirqish kengligiga proporsional bo’lib turadigan chegaradan o’tib ketmasligi kerak. Ikkala shartni ham bir vaqtning o’zida qanoatlantira oladigan tirqish kengligi eksperemental ravishda berilgan qurilma uchun turli kenglikdagi tirqishlarda chiziq intensivliklarini o’lchash orqali oson topilishi mumkin. Agar bunday o’lchashlarni ancha ingichka bo’lgan kombinatsion sochilish chiziqlari uchun olib borilsa, u holda maksimumdagi intensivlik bilan tirqish kengligi orasidagi proporsionallik bajariladigan chgeraviy tirqish kengligini aniqlash mumkin bo’ladi. Tirqish kengligining tanlanishi ingichka chiziq bo’yicha qilingani uchun, u ancha kengroq bo’lgan chiziqlar uchun ham tog’ri bo’ladi. Bunday tirqish kengligini tanlashda, kombinatsion chiziqlar nisbiy intensivligi spektral qurilmaning parametlariga bog’liq bo’lmay qolishi muayyan. Bunday tirqish kengligi, uning yordamida fon intensivligini nisbiy oshirishsiz ham xattoki eng ingichka chiziqlarning intensivligiga erishish mumkinligi bilan yanada qulay hisoblanadi.

Yuqorida aytilgan shartlar bo’yicha suratga olsih deyarli qiyinchilik tug’dirmaydi. Masalan, PRK lampasi bilan ishlashda ISP-51 spektrografi uchun tirqishning optimal kengligi 0,04mmga teng, bu esa ISP51 spektrograf uchun normal bo’lgan tirqish kengligi S₀ dan taxminan 8 marta katta kenglikdir.
Chiziq maksimumidagi intensivlikni o’lchashda shuni ham xisobga olish kerakki, kombinatsion sochilishda o’zining shaxsiy kengliklariga ega bo’lgan chiziqning nisbiy intensivligi uyg’otuvchi chiziqning kengligi va formasiga bog’liq bo’ladi(shaxsiy kenglik deganda cheksiz ingichka uyg’otuvchi chiziqdagi kombinatsion sochilish chizig’ining kengligi tushuniladik). Bir yorug’lik manbasidan boshqasiga o’tish, bundan tashqari lampa rejimining vaiatsiyasi uyg’otuvchi chiziqning kengligi va formasining o’zgarishiga olib keladi, bu esa o’z navbatida, o’zining shaxsiy kengliklariga ega bo’lgan kombinatsion sochilish chiziqlari nisbiy intensivliklarining o’zgarishiga olib kelishi mumkin.
Uyg’otuvchi chiziq parametr’larinig kombinatsion chiziqlarga ta’siri, uyg’otuvchi chiziq kengligi qanchalik kuchli bo’lishiga qarab yaqqol namoyon bo’lishi kerak bo’lsa, u holda ishni lampaning quyi rejimida olib borish maqsadga muvofiq bo’ladi. Shunda, lampaning hosil qiluvchi ta’siri ham kamaygan bo’lardi. Biroq, aytib o’tilganidek, normal rejimdan quyi rejimga o’tishda uyg’otuvchi chiziq intensivligi keskin pasayishini hisobga olishimiz darkor.
Uyg’otuvchi chiziq kengligi(va lampaning tekis foni) ga asoslangan qiyinchiliklarni radikal yechimi sifatida past bosimli lampalarga o’tishni olishimiz mumkin. Bu ka’bi yorug’lik manbalarining yo’qligida, yuqori bosimli PRK lampalaridan foydalanish mumkin; bu holatning o’zida iloji boricha uyg’otuvchi chiziq parametrlarining kombinatsion chiziq intensivliklariga bo’lgan ta’sir tebranishlarini kamaytirish choralarini ko’rish kerak.
Tajribalar ko’rsatadiki, kombinatsion sochilishdagi keng va ingichka chiziqlarning nisbiy intensivliklari PRK lampalarning ish rejimiga bog’liq ekan. Ayniqsa lampalarning quyi ish rejimidan yuqori ish rejimiga o’tganda, intensivlik keskin o’zgaradi. Ammo, qizishning normal rajimi o’rnatilgandan keyin, lampa oziqlanadigan tokning keyinchalik o’zgarishi kombiatsion keng va ingichka sochilishning intensivligining o’zgarishiga unchalik ta’sir ko’rsatmay qoladi. Bu barcha sharoitlarni kombinatsion sochilish chiziq maksimumidagi intensivliklarini xususiyatlarini qabul qilayotganimizda hisobga olishimiz kerak. Bu shartlar asosida olinadigan kombinatsion sochilish chizig’I maksimumidagi intensivliklar bu chiziqlarning bir ma’noli harakteristikasi hisoblanadi va ularni biz jadval metodi bo’yicha miqdoriy molekulyar analizda ishlatishimiz mumkin bo’ladi. Chiziq maksimumidagi intensivliklaridan foydalanishimiz hisobiga yuqori ajrata olish qobiliyatiga erishish mumkin, aynan shu kattaliklarni molekulyar analiz amaliyotida, juda ham bo’lmaganda, kombinatsion sochilish spektrlarini fotografik qayd qilishda ishlatishimiz mumkin.
Kombinatsion sochilish spektrlarini fotoelektrik qayd qilish metodida, chiziq maksimumidagi intensivlikni o’lchash, bu ka’bi o’lchashlarda monoxromatorning juda ingichka tirqishidan foydalanish kerakligi bilan qiyinlashadi, bu esa fotoelektrik metodning aniqligi va sezgirligining kuchli pasayishiga olib keladi. Boshqa tomondan, fotoko’paytirgichga tushuvchi yorug’lik oqimining yetarliligini ta’minlagan holda integral intensivliklarni o’lchash, keng chiquvchi tirqishdan foydalanishni talab qiladi. Buning natijasida, yuqorida aytib o’tilganidek, asbobning ajrata olish qobiliyati sezilarli darajada kamayib ketadi.
Aralashma analizini bajarishda fotoelektrik metodidan amaliyotda foydalanishda monoxromatorning chiquvchi tirqish kengligi integral intensivliklarni o’lchash uchun kerak bo’ladigan tirqishdan ko’ra kichikroq qilib olinishi mumkin. Bunday hollarda albatta, integral intensivliklar ham, maksimumdadi intensivliklar ham emas, balki qandaydir oraliqdagi “analitik” intensivlik deb nomlashimiz mumkin bo’lgan natijalar hosil bo’ladi; bunga mos ravishda integral intensivlikni o’lchash metodiga nisbatan ajrata olish qobiliyati ortadi. “Analitik” intensivliklar spektral qurilmaning tirqish kengligi va boshqa parametrlariga bog’liq bo’lganligi sababli, chiziqning hech qanday birlamchi harakteristikasini namoyon qilmaydi. Biroq bu ularni miqdoriy molekulyar analiz amaliyotida qo’llashdagi imkoniyatni cheklamaydi.