Практикада жарық шоқтары полихроматты, яғни толқын ұзындықтары әртүрлі сәулелерден тұрады. Абсолютті монохроматты сәуле алу мүмкін емес. Анализді жүзеге асыру үшін толқын ұзындығының мейлінше тар интервалындағы жарық шоғы алынады. Оны 2 – тәсілмен жүзеге асырады:
1) дисперсті емес (жарық сүзгілері көмегімен);
2) дисперсті (монохроматорлар көмегімен).
Жарықсүзгілерін абсорбциялық және интерференциялық деп екіге бөледі.
Эффективті толқын ұзындығы |
Абсорбциялық жарықсүзгілері – түсті шыны, оның жарықты өткізетін
- шектеулі интервалы (20-40 нм) болады, ал басқа толқын ұзындықтарындағы жарықты сіңіріп алады. Әрбір жарықсүзгісінің өзінің өткізу қисығы болады (14.13-сурет).
Сурет 14.13. Жарықсүзгісінің жарықты өткізу қисығы
Боялған шыны орнына, арасы боялған ерітіндімен толтырылған екі қабырғасы шыныдан тұратын ыдысты да алуға болады.
Өткізудің өте тар (бірнеше нм – ғана болатын) жолағын алу үшін интерференциялық жарықсүзгілерін қолданады. Бұндай жарықсүзгісінде 2-жартылай мөлдір күміс пленкалары шыны пластинкаға орнатылады (14.14-сурет).
14.14-сурет. Интерференциялық жарықсүзгілерінің әсер ету принципі: ақ және қара дөңгелектер – сәйкесінше электромагниттік толқынның минимумы мен максимумы; 1-күміс пленкалар; 2-магний фторидінің қабаты
Олардың арасына мөлдір материал қабатын салады, мысалы, магний фториді қабатының қалыңдығы белгілі болуы керек. Түскен жарықтың бір бөлігі шағылады, ал екінші бөлігі магний фториді қабаты арқылы өтіп, 2-ші күміс пленка түседі. Бұл жерде де жарықтың бір бөлігі шағылып, 1-ші пленкаға түседі, ал екінші бөлігі сыртқа шығады. Осы процесс бірнеше рет қайталанады. Нәтижесінде жарықсүзгісінен толқын ұзындығы , яғни қысқарған сәуле шығады. k =1, 2, 3. (k – саны реттік деп аталады). Екінші және одан жоғары реттіктегі жарық сәулелерін жарықсүзгісі сіңіріп алады, яғни одан тек қана бірінші реттік сәуле ғана өтеді.
Монохроматор – дисперстеуші әлементтен, сәуле түсетін (кіру) және сәуле шығатын саңылаулардан және бірнеше оптикалық элементтерден тұрады. Дисперстеуші элемент ретінде призма және дифракциялық тор алынады.
Призма арқылы жарықты ыдырату, яғни бөлшектеу, жарықтың екі материалдың шекарасындағы шашырауына негізделген. Ол қандай шекара десек, ол мысалы: ауа және кварц немесе ауа және шыны материалдарының шекарасы. Жарық көзінен шыққан сәуле алғашқы, яғни сәуле түсетін саңылауға шоқталады (фокусталады), сөйтіп параллельді шоқтарға айналады да, призмаға түседі (14.15-сурет).
14.15-сурет. Призмалық монохроматор
Призманың қырларына түскен жарық шоғы тура бағыттан белгілі көлбеу бұрышқа сәйкес бұрылады. Көлбеу бұрыш мәні толқын ұзындығына тәуелді болады. Призмадан шыққан жарық сәулелері тағы да сынады және призмадан әртүрлі көлбеу бұрышқа сәйкес шашырайды. Бұл құбылысты жарықтың ыдырауы, яғни дисперсиясы деп атайды. Осылайша ыдыраған, яғни бөлшектенген жарық сәулелері фокусталып сәуле шығатын, яғни 2-ші саңылауға бағытталады.
Осы саңылаудан шыққан сәуле осы саңылаудың формасына сәйкес болады, яғни өте тар жолақты. Толқын ұзындығының қажетті интервалын алу үшін призманы арнайы механикалық қондырғы көмегімен өз осінде айналдырады. Сонымен бірге саңылау неғұрлым тар болған сайын соғұрлым одан шығатын толқын ұзындығының интервалы да аз болады.
Әдетте негізгі жарықты сындыру бұрышы 600 болатын дұрыс призмаларды қолданады. Бірақ көптеген (қазіргі кездегі) соңғы кезде шығарылып жүрген приборларда көбінесе Литтров призмасы орнатылған (14.16-сурет). Ол дұрыс призманың жартысы болып табылады және оның бір жағы күмістелген. Сәуле призманың бір қырынан кіріп, сол қырдан қайта шығады. Дифракциялық торлар арқылы жарықты ыдырату дифракция және интерференция құбылыстарына негізделген.
Шоғырлайтын линзаға және детекторға | 14.16-сурет. Литтров призмасы | Дифракциялық торлар өткізгіш және шағылтқыш болып бөлінеді. Өткізгіш тор – мөлдір материалдан жасалған пластинка, мыс, шыны, оған қолмен немесе арнайы машинканың көмегімен параллельді штрихтар сызады. |
Сәуле мөлдір жолақтар арқылы өтеді де, толқын ұзындықтары әртүрлі сәулелерге ыдырайды (14.17-сурет). Шағылтқыш торды металл пластинкадан дайындайды. Оның беткі (14.18-сурет) қабаты тегіс емес, тістерден тұрады.