Аспап құрылысының принципі

Спектрлі аспаптардың негізгі жұмысы – электр-магнит сәулелерін оның монохроматтық құраушыларына жіктеу. 3-суретте спектрографтың оптикалық сызбасының бір варианты көрсетілген (спектрдің 2 сызығы мысалында).

3-сурет. Призмалық спектрлі аспаптың принциптік оптикалық сызбасы

Спектрлі аспаптардың негізгі элементтері: 1 – зерттелетін күрделі сәуле көзі; 2 – сәулені кіретін саңылауға бағыттайтын линза; 3 – ретке келтіретін сәуле кіретін жіңішке саңылау; 4 – дисперстейтін элементтің жұмыс жағдайын жақсарту үшін спектрлі жіктелмеген жарықтың параллель шоғын беретін коллиматорлы объектив; 5 – жарықты жалпақ желпігіш түріндегі монохроматтық шоққа жіктейтін дисперстеуші элемент (суретте - призма); 6 – қайсыбір фокальды жазықтықтағы жарықтың параллель монохроматтық шоқтарын тоғыстайтын және осы жазықтықта саңылаудың бірінен кейін бірі орналасқан бірқатар монохроматтық бейнесінен біріккенде жеке сызықтардан тұратын спектр түзетін камералық объектив; 7 – фотопластинкамен бірігетін фокальды жазықтық (спектрографтар үшін) немесе шығатын саңылау (монохроматорлар үшін).

Дисперстейтін элемент ретінде призма қолданылған жағдайда жарықтың спектрлі жіктелуі призма материалының сындыру көрсеткіші шамасының түскен сәуленің толқын ұзындығына тәуелдігі әсерінен жүреді, бірақ бұл кезде жіктелу материалдың табиғатымен анықталатын жіңішке спектрлі диапазонда байқалады. <120 нмжәне >50 мкмтолқынұзындығы барсәулелер үшін призма болмайды. Призмалардың тағы бір кемшілігі – айыру қабілеті өте төмен.

Дифракциялық торлар жарықты жіктеу үшін дисперциялайтын элемент ретінде дифракция бұрышының толқын ұзындығына тәуелділігімен қолданылады. Торлар бетіне айна тәріздес алюминий металының бір қабат тозаңы және параллель штрихтар (1 мм-де 50-ден 2400 штрихқа дейін) жүргізілген шыныдан жасалған, жалтыратып ысталған пластиналардан жасалады. Дифракциялық торлар сызықты дисперсиясы мен айыру қабілеті жоғары үлкен спектрлі диапазонда жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Олардың негізгі кемшілігі – әртүрлі реттегі спектрлер бірінің үстіне бірі түседі.

Кейде белгілі химиялық элементтерді сандық талдау үшін дисперстейтін элемент ретінде жарық фильтрлерінің жиынтығын пайдаланады. Мұндай вариант қарапайым және арзан аспаптарда, мысалы, жалынды фотометрлерде қолданылады.

Шығу спектрлерін тіркеу әдістеріне байланысты аспаптарды бірнеше түрге бөледі. Спектрографтарда спектрлер бір мезгілде спектрдің кең облысын тіркейтін фотопластиналарда тіркеледі, әсіресе әлсіз спектрлерді зерттеуге арналған кумулятивтік эффектінің болуы өте маңызды. Жарықты фотоэлектрлік және жылулық қабылдағыштар монохроматорлар мен квантометрлерде (квантометрлерде фокальды жазықтығында құйманы тез талдау үшін бірнеше элементке арналған бірнеше қатар шығатын саңылаулары бар) қолданылады.