Compoziția include undele monocromatice luminii vizibile cu lungimi diferite. Corpurile de radiație încălzite (filament incandescent) lungimi de undă umple continuu o întreagă gamă de lumină vizibilă. O astfel de radiații este numit lumină albă. Lumina emisă de, de exemplu, lămpi cu descărcare, precum și multe alte surse, conține în structura componentele sale separate, monocromatice cu unele lungimi de unda dedicate. Setul de componente monocromatice în spectrul de radiație se numește. lumină albă are un spectru continuu. surse de radiații, în care lumina emisă substanța atomi, are un spectru discret. Dispozitivele cu care investigate spectrul surselor de radiații se numesc instrumente spectrale.
Pentru descompunerea radiației în domeniul spectral în cel mai simplu dispozitiv prismei utilizat (Fig. 3.10.1). Acțiunea prismei se bazează pe fenomenul de dispersie. adică, în funcție de indicele de refracție n al materialului λ lungimea de undă a luminii.
Degradarea în spectrul de radiație, prin intermediul prismei
S. slit care cade radiația de încercare este în planul focal al lentilei L1. Această parte a dispozitivului este numit colimatorul. Efluentul din lentila unui fascicul paralel de lumina este incidență pe prisma P. Datorită dispersiei luminii de diferite lungimi de undă se desprinde din prisma la unghiuri diferite. În planul focal al lentilei L2 este amplasat un ecran sau o placă fotografică, pe care se concentrează radiația. Ca urmare, în diferite locații ale imaginii de pe ecran apare turbiditatea de intrare S în lumina diferite lungimi de undă. Toate substanțele transparente solide (sticlă, cuarț), care sunt realizate din prismei, indicele de refracție n în intervalul de lumină vizibilă scade odată cu creșterea λ lungime de undă, deci prisma deviaza mai puternic din direcția inițială de lumină albastră și violet și cel - roșu. Reducerea dependenței de n monoton (λ) se numește dispersie normală.
Prima experiență a descompunerii luminii albe într-un spectru a fost realizat de I. Newton (1672).
Descompunerea luminii albe într-un spectru de difracție cu un grilaj
Cu grilajul de difracție pot fi făcute determinări foarte precise lungime de undă. În cazul în care perioada d a grilajului este cunoscută, atunci definiția reduce la dimensiunea lungimii θm unghiului. direcție corespunzătoare liniei selectate în spectrul de ordine m. În practică, utilizate în mod obișnuit spectrele de 1 și ordinul 2.
În cazul în care spectrul radiațiilor investigate există două linii spectrale cu lungimi de undă λ1 și λ2. zăbrele în fiecare comandă spectrală (cu excepția m = 0), pot fi separați unul de celălalt val.
Una dintre cele mai importante caracteristici ale grilajului de difracție este puterea sa rezolvare. caracterizând posibilitatea separării prin intermediul celor mai apropiate două linii spectrale zăbrele cu lungimi de undă λ și λ + δλ. Rezoluția spectrală R este raportul dintre λ lungime de undă la minimum posibil δλ valoare, adică
Rezoluția instrumentelor spectrale, și în particular, o rețea de difracție, precum limita rezoluția instrumentelor optice care furnizează un obiect imagine (un telescop, microscop) este determinată de natura val de lumină. Se consideră că două linii apropiate în spectrul de ordinul m-lea pentru a distinge, în cazul în care vârful principal pentru o λ lungime de undă + δλ distanțat față de vârful principal pentru o λ lungime de undă nu este mai mică de o jumătate de lățime de maxim principal, adică. E. In δθ = λ / Nd. În esență, este criteriul Rayleigh aplicat la un aparat spectroscopic. Din formula răzuirea urmează:
unde δθ - distanța unghiulară dintre cele două vârfuri principale în spectrul de ordinul m-lea pentru cele două linii spectrale apropiate de δλ diferența de lungime de undă. Pentru simplificare, se presupune aici că unghiurile de difracție sunt mici (cos θ ≈ 1). Asimilarea A # și δθ, obținem o estimare a rețelei de alimentare de rezoluție:
Astfel, rezoluția de limitare a gratarului depinde doar de m ordinea spectrului și numărul perioadelor cu zăbrele N.
Să presupunem că zăbrele are o perioadă d = 10 -3 mm, lungimea L sa = 10 cm. Apoi, N = 10 mai (aceasta este o latice bun). Spectrul de ordinul 2 grilajul capacitatea rezolvare este egală cu R = 2 x 10 5. Aceasta înseamnă că minimum lungimea de undă rezolvabile într-o regiune verde a spectrului (λ = 550 nm) este δλ = λ / R ≈ 2,8 · 10 - 3 nm. În aceste condiții, rezoluția de limitare grilajul 10 cu d = -2 m și L = 2 cm, sa dovedit a fi δλ = 1,4 · 10 -1 nm.