Н. В. Новоселова физико-химические методы анализа курс лекций

Диспергирующий элемент. Диспергирующий элемент разлага-
ет излучение в спектр. Это наиболее важная часть спектрального 

---

40 
прибора, в значительной степени определяющая его аналитические 
возможности и основные характеристики: линейную дисперсию и 
разрешающую способность. Диспергирующий элемент характеризу-
ется угловой дисперсией, которую определяют как угловое расстоя-
ние ∆φ между двумя лучами с близкими длинами λ
1
и λ
2
, отнесенное 
к интервалу ∆λ=λ
1
–λ
2
, т.е. Dφ=
d
d
. 
Разрешающей способностью спектрального прибора называют 
его способность давать раздельное изображение двух спектральных 
линий с близкими длинами волн. 
В качестве диспергирующего элемента используют призмы, ди-
фракционные решетки и интерференционные устройства. Большое 
распространение в аналитической практике получили призменные 
спектральные приборы и приборы с дифракционной решеткой. 
Призмы для спектральных аппаратов изготавливают из стекла 
или кварца, так как эти материалы достаточно прозрачны в широкой 
области длин волн. Стеклянные призмы имеют более высокую угло-
вую дисперсию и более доступны по сравнению с кварцевыми, по-
этому для работы в видимом и ближнем инфракрасном участках 
спектра обычно используют стеклянные призмы. Для исследования 
ультрафиолетовой области спектра применяют призмы из кварца. 
Дифракционные решетки в качестве диспергирующего элемента 
имеют существенные достоинства. Дисперсия света в дифракцион-
ной решетке не зависит от длины волны, и разрешающая способность 
решетки значительно выше, чем призмы. Спектральный интервал, 
доступный для исследования, достаточно широк (от 200 до 1000 
нм). 
Приемники света. Приемники света характеризуются спек-
тральной чувствительностью: способностью воспринимать излучение 
различной длины волны и интегральной чувствительностью, которая 
измеряется действием неразложенного в спектр излучения. 
Фотопластинка. Светочувствительный слой фотопластинки – 
это мелкие кристаллы галогенидов серебра, равномерно распределен-
ные в тонком желатиновом слое. При освещении фотопластинки в 
светочувствительном слое образуется скрытое изображение как ре-
зультат фотолиза галогенида серебра под действием кванта света: 
AgBr
2
+ hν = Ag + Br. На освещенных местах фотопластинки появля-
ются кристаллы металлического серебра. Скрытое изображение про-
являют путем обработки фотопластинки специальным проявителем, 

---

41 
который завершает процесс восстановления серебра на освещенных 
участках и позволяет получить видимое изображение. Полученное 
изображение закрепляют (фиксируют) с помощью раствора тиосуль-
фата натрия (закрепителя или фиксажа), который растворяют кри-
сталлы галогенида серебра, не подвергшиеся действию света: AgBr + 
2S
2
O
3
2-
= Ag(S
2
O
3
)
2
3-
+ Br
-
. После такой обработки на фотопластинке 
остается изображение спектра в виде спектральных линий.
Другим важным свойством фотопластинки является ее чувстви-
тельность. По ГОСТу чувствительность определяют как величину, 
обратную количеству освещения (экспозиции), необходимого для по-
лучения почернения, на 0,2 превышающего почернение вуали при ос-
вещении белым светом.
Обычные фотопластинки имеют чувствительность в спектральном 
диапазоне от 230 до 500 нм. Эти пределы чувствительности могут быть 
значительно расширены сенсибилизацией пластинок. 
К основным достоинствам фотопластинок как приемников излу-
чения в спектральном анализе относят их способность интегрировать 
интенсивность света, высокую чувствительность, достаточно широ-
кий спектральный интервал, документальность анализа, а также воз-
можность длительное время сохранять информацию, заложенную в 
спектре. По сфотографированным спектрам, даже спустя длительное 
время после их получения, можно, в частности, проверить содержа-
ние различных элементов в пробе, включая и те, которые ранее не 
определялись. 
Одним из основных недостатков фотопластинок являются неравно-
мерность их эмульсии, представляющая дополнительный источник по-
грешности анализа, а также длительность и трудоемкость операций по хи-
мической обработке фотоматериалов. 
Фотоэлементы. Фотоэлементами называют устройства, преобра-
зующие световую энергию в электрическую. Действие фотоэлементов ос-
новано на использовании фотоэффекта. Различают внешний и внутренний 
фотоэффекты. При внешнем фотоэффекте поглощение света приводит к 
отрыву электрона с облучаемой поверхности. Внутренний фотоэффект ха-
рактеризуется увеличением электрической проводимости вещества под 
действием света. Если внутренний фотоэффект проявляется вблизи гра-
ничного слоя между двумя полупроводниками или полупроводником и 
металлом, то возникает фото ЭДС. Это явление иногда выделяют в особый 
вид фотоэффекта и называют фотогальваническим эффектом или эффек-
том запирающего слоя. 

---

42 
Значительно более чувствительными приемниками света явля-
ются фотоумножители, действие которых основано на внешнем фо-
тоэффекте и вторичной электронной эмиссии. Расположение элек-
тродов и фокусирующее поле выбирают так, чтобы первичный элек-
тронный поток, попадая на первый эмиттер, вызывал вторичную 
электронную эмиссию, электроны вторичной эмиссии направлялись 
на следующий эмиттер и т.д. 
Фотоумножители дают усиление в 10
5
… 10
6
раз. Они нашли 
широкое применение в измерительной технике, в телевидении, пере-
дачах из космоса, при исследовании ядерных и космических излуче-
ний и в других областях науки и техники. 
Достоинствами фотоэлементов с запирающим слоем являются высо-
кая чувствительность, широкий спектральный интервал и простота конст-
рукции. Основные недостатки: нелинейность световой характеристики, 
инерционность и заметная температурная зависимость потока.