МОНОХРОМАТОР

МОНОХРОМАТОР

       

спектральный оптич. прибор для выделения узких участков спектра оптического излучения.

М. состоит (рис.) из входной щели 1, освещаемой источником излучения, коллиматора 2, диспергирующего элемента 3, фокусирующего объектива 4 и выходной щели 5. Диспергирующий элемент пространственно разделяет лучи разных длин волн Я, направляя их под разными углами j, и в фокальной плоскости объектива 4 образуется спектр — совокупность изображений входной щели в лучах всех длин волн, испускаемых источником. Нужный участок спектра совмещают с выходной щелью поворотом диспергирующего элемента; изменяя ширину щели 5, меняют спектр, ширину dl выделенного участка.

Диспергирующими элементами М. служат дисперсионные призмы и дифракционные решётки. Их угл. дисперсия D=Dj/Dl вместе с фокусным расстоянием f объектива 4 определяет л и н е й н у ю д и с п е р с и ю Dl/Dl=D•f (Dj — угл. разность направлений лучей, длины волн к-рых отличаются на Dl; Dl — расстояние в плоскости выходной щели, разделяющее эти лучи). Призмы дешевле решёток в изготовлении и обладают большой дисперсией в УФ области. Однако их дисперсия значительно уменьшается с ростом К, и для разных областей спектра необходимы призмы из разных материалов. Решётки свободны от этих недостатков, имеют пост. высокую дисперсию во всём оптич. диапазоне и при заданном пределе разрешения позволяют построить М. с существенно большей светосилой, чем призменный М.

Кроме дисперсии, качество М. определяют его разрешающая способность и светосила. Разрешающая способность М., как и любого др. спектр. прибора, равна l/(Dl)*, где (Dl)*— наименьшая разность длин волн, ещё различимая в выходном излучении М.; она тесно связана с его аппаратной функцией, к-рую можно представить как распределение потока лучистой энергии по ширине изображения входной щели, освещаемой узко монохроматическим излучением. Светосила М. показывает, какая часть лучистой энергии, испускаемой источником в выделенном М. интервале dl, проходит через М. Она зависит от геом. хар-к М. (в частности, от размеров щелей и диспергирующего элемента) и от потерь на отражение и поглощение в оптич. системе М.

Объективы М. (коллиматорный и фокусирующий) могут быть линзовыми и зеркальными. Зеркальные объективы пригодны в более широком спектр. диапазоне, чем линзовые, и, в отличие от последних, не требуют перефокусировки при переходе от одного выделяемого участка спектра к другому. Это особенно удобно в невидимых для глаза УФ и ИК областях спектра, где и применяется преим. зеркальная оптика.

М. явл. важнейшей составной частью источников монохроматич. освещения, а также с п е к т ро ф о т о м е т р о в. В спектрофотометрии особенно важно избежать попадания в выходную щель М. рассеянного света с длинами волн, далёкими от выделяемого участка спектра. С этой целью часто применяют два М., конструктивно объединённых так, что выходная щель первого из них служит входной щелью второго. Одно из преимуществ таких двойных М.— их повышенная дисперсия.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.