Маъруза машғулотлари модул № мавзу: амалий оптика фанининг ўрни ва аҳамияти

импульсный отклик спектрального прибора
Спектрал асбобнинг киришида нурланиш оқимини частоталар ва тулкин узунликларга боглик раившда таксимловчи функция мавжуд f(х). f - "киришдаги сигнал", х - "кириш координатаси" деб белгилаймиз. Асбобдан чикишда фотоприемник ва қайд қилувчи система билан биргаликда φ(z) функцияни оламиз, бу ерда φ - "чиқишдаги сигнал", z - "чикиш координатаси". Спектрал асбоблар турларига ва қайд килувчи ситемаларга боглик ҳолда бу катталиклар бутунлай бошқа маъноларга эга бўлиши мумкин. Масалан, спектрограф учун φ – берилган нуктадаги ёруглик ўтишига нисбатан ўлчанадиган фотопластинканинг қорайиши, z эса - спектрга ажралиш йўналиши бўйлаб мм ларда ҳисобланган пластинка координатаси; кўп элементли фотоприемникли спектрометр φ - ток ёки битта элементнинг саноқланиши (оцифрованный отсчет одного элемента) , z эса – унинг тартиб раками; дисперцияловчи элементни кадамловчи двигател ёрдамида айлаштириш орқали спектрларни сканерлайдиган спектрометр учун φ - оцифрованный ток фотоумножителя, z эса – двигател қадамининг сканерлаш бошлангандан хисобланган номери. Хамма холда хам кириш ва чикиш координаталари (бу жараён тулкин узунликлар буйича градуировкалаш деб аталади) ва кириш ва чикиш орасидаги сигналлари ( бу жараён сезгирликни градуировкалаш деб аталади) бир хил қийматга мослаштирилмагунча асбобдан фойдаланиш мумкин эмас. Градуировка танлаш усуллари бажарилганда кириш ва чикишдаги сигналлар ва координаталар бир хил физикавий маънога ва ўлчамга эга бўлади. Замонавий спектрал курилмалар худди шундай ишлайди. Спектрларни қайд қилиш натижасида фойдаланувчи ЭВМ экранларида қандайдир график ёки манба энергетик ёркинлигининг тулкин узунлигидан богликлигик қийматлари чиқиши мумкин.
Аммо умумий ҳолда f(x) ва φ (z) функциялар мос тушмайди. Бу асбоб қайд қилинаётган функцияга ("аппаратными искажениями") ҳар доим ўзгартиришлар киритиши билан тушунтирилади. Масалан, спектрографнинг кириш тирқиши монохроматик нур билан ёритилганда пратинкада кириш тирқишининг чегаравий кенглигини тасвири суръатга туширилади, чунки граидуировка қилинаётганда пратинканинг чизиқли узунлигига аниқ тўлқин узунлиги интервали жойлаштирилган, шунинг учун натижа чегаравий спектрал интервал нурланиш каби қбал қилинади.
Фотопластинкага ёки фотопленкага олинган спектрал чизик интенсивлигининг нисбий кенглиги ўрганиш миқдор спектрал анализнинг асосий масаласи бўлиб хисобланади. Фотопластинкаларда қайд этишнинг афзаллиги бирламчи хужжатнинг сақланиб қолишниидир Фотографик кайд қилувчи асбобларда спектрлар фотопластинкага ёки фотопленкаларга туширилиб спектропроекторларда сифат жихатдан урганилади. Миқдор анализ учун спектрлар микрофотометрлар ёрдамида фотометрланади ва олинган натижалар фотографик фотометрлаш оркали анализ қилинади (бунда куп вакт талаб килинади пластинкани проявкаси фиксирлаш ювиш куритиш микроф.ларда фотометрлаш). Хозирги пайтда график сулларни қуллаш оркали концентрацияларни хисоблашнинг экспресс усуллари кен кўлланилмоқда. Бу экспресс усуллар металл қуйиш цехларида тахлил натижаларини 15- 20 минутда чиқариб бери б муффақиятли қўлланилмоқда. Микдор спектрал анализда фотографик усулларнинг камчиликлари ва имтиёзлари. Бу усулнинг кенг куланилишига карамасдан камчиликлари мавжуд а) нисбатан куп вакт сарфланиши (бу 1 2 намунанинг экспресс тахлили олишда жуда сезилади) б) эмульсия катламининг бир текисмаслигидан келиб чикадиган хатоликлар.
Бутун спектр буйлаб ахборот олиш имконияти билан етарилча имтиёзга хам эга.
Фотоэлектрик қайд қилувчи асбоблар: иккита алохида спектрал чизиклар билан ёритилган қабул қилувчидан чиққан фототокни таккослаш оркали амалга оширилади. Унда бирдан асбобнинг ўлчов шкаласи курсатмалари шаклида ёки сон кийматлар шаклида тахлил натижалари ёзаётган ёки печат қилаётган асбобларга чикарилади.
Спектрал чизиклар чегарасида жуда кучсиз ёруглик окимини кайд килишдан унинг мураккаблигини тушуниш мумкин.Хақиқатан хам спектрограф тирқиш кенглиги 0,05 мм ва 2 мм баландликда 30 сек вакт экспозициясида қорайиш зичлиги 1 га тенг бўлганда (3000 Ангестремда спектрал палстинкалар учун) фотографик пластинкага 3 10^-10 жоуль энергия тушади. Бу 1 10^-11вт нур оким кувватини беради.Спектрал тахлил утказиш учун 0,5% кам булмаган кучсиз окимларни аник кайд этиш лозим. Замонавий сурьма цезийлик вакуумли фотоэлементлар 10^-4а/лм сезгирликда 10^-13а ток беради. Бундай кучсиз токларни 0,5% гача аникликда бевосита улчаш учун жуда сезгир гальвонометрлар булиши лозим. Буни заводлар лабораторияларида қуллаб булмаганлиги сабабли турлича кучайтиргичлардан фойдаланиш керак булади.
Спектрал асбоб учун фотоэлектр курилма куйидаги кисмлардан иборат: 1) спектрларни хосил қилувчи генератор 2) спектрал асбоб 3) кучайтирувчи ва улчовчи курилма 4) стабиллаштирилган манба 5) хисобот берувч ва кайд килувчи курилма.
Фотографик методларга қараганда фотоэлектр методнинг афзаллиги 1)тахлил вактининг кескин камайиши ва ўртадаги звено, 2)фотопластинканинг олиб ташлаш билан боглик булган хатоликнинг камайишидир (0,2-0,3 %), 3) юқори концентрацияларда таҳлилнинг анча юқори аниқлиги, 4) тўлқин узунлигиклари бир биридан етарлича фарк килган спектрал чизиклар интенсивликларини таккослаш, 5) фотопластинкаларда маълум кисмнинг корайиши билан ишлангандагига караганда кенг диапозонда бир аналитик чизикни урганиш имконичти, 6)саноатга қўллашда кам мехнат талаб қилиши билан самарадорликнинг юқорилиги
Э миссион спектраль таҳлил модданинг элемент таркибини аниқлаш имконини беради.
Бунинг учун моддани аланга-эмиссион (электр учкун ёки электр ёй) усул ёрдамида атомар ҳолатга утказилади. Одатда алангага намуна пуркалади.
Киздирилган моддага электромагнит нурланиш юборилади ( нурланиш спектри) ва у детектор ёрдамида кайд этилади.
Аникланаётган кимёвий элемент учун лозим булган нурланиш узунлигини ажратиш учун ёруглик фильтри куйилади.
Агар спектр куз билан кузатилаётган булса асбоб спектроскоп, фотопластикада булса спектрограф, фотоэлементда булса – спектрометр деб аталади..
Метод 70 га якин кимёвий элементларни селектив юкори аникликда улчаш имконини беради. Микдорий тахлил спктрал чизикларнинг интенсивлигини улчашга асосланган; аниклаш чегараси 10^-3 – 10^-4 %, аниклиги (1-5%).
Усулнинг камчилиги – аник(яхши) кузгата билиш таъминлаш учун катъий уйготиш шароитни саклащ лозимлиги