СПЕКТРОМЕТР

Общее название устройств для измерения функции распределения некоторой физической величины по заданному параметру. Функцию распределения электронов (и позитронов) по энергиям измеряют бета-Спектрометра, атомов и молекул по массам — масс-Спектрометра, гамма-квантов по энергиям — гамма-Спектрометра, энергию световых потоков по длинам волн (оптическому спектру) — оптический Спектрометр.

Основу бета-Спектрометра составляет детектор частиц в комплекте с соответствующей электронной аппаратурой (предусилителем, линейным усилителем, амплитудным анализатором и т. д.). В зависимости от метода регистрации частиц различают бета-Спектрометры, измеряющие энергию электронов по их воздействию на вещество, и бета-Спектрометра, пространственно разделяющие электроны различных энергий в электрическом или магнитном поле. К приборам первого типа относятся бета-Спектрометры на основе импульсных ионизационных камер, сцинтилляционных счётчиков, ПП детекторов. Действие таких Спектрометров сводится к превращению в веществе энергии электронов в электрические импульсы и последующей регистрации этих импульсов. В бета-Спектрометре с пространственным разделением электронов постоянное электрическое (в электростатическом бета-Спектрометре) или магнитное (в магнитном бета-Спектрометре) поле разделяет электроны с разными энергиями и формирует моноэнергетические пучки электронов в определённом телесном угле. Пространств, разделение электронов происходит в вакуумной камере. В магнитном бета-Спектрометре детектором обычно служит фотопластинка (ядерные фотографии, эмульсии), в электростатическом бета-Спектрометре — система электронных умножителей.

В масс-Спектрометре разделение ионизованных молекул и атомов по их массам осуществляется путём воздействия электрического и магнитного полей на пучки ионов, летящих в вакууме. Масс-Спектрометры обычно содержит: устройство для подготовки исследуемого вещества; ионный источник, где это вещество частично ионизуется и происходит формирование ионного пучка; масс-анализатор, в котором происходит разделение ионов обычно по величине отношения массы иона к его заряду; приёмник ионов, где ионный поток преобразуется в электрический сигнал; усилитель электрических сигналов; устройство регистрации; блок питания; устройства, создающие и поддерживающие высокий вакуум в ионном источнике и анализаторе.

В большинстве гамма-Спектрометров энергия квантов определяется по энергиям заряженных частиц, возникающих в результате взаимодействия излучения с веществом (например, в результате фотоэффекта). В магном гамма-Спектрометре заряженные частицы (электроны или позитроны) возникают при поглощении квантов в т. н. радиаторе, в сцинтилляционных гамма-Спектрометрах— при взаимодействии квантов с кристаллом, в полупроводниковых гамма-Спектрометрах — в результате образования электронно-дырочных пар в р—п переходе. Для измерения спектров низких энергий (до 100 кэВ) часто применяют пропорциональные счётчики — газоразрядные детекторы частиц, создающие сигнал, амплитуда которого пропорциональна энергии, выделенной в объёме детектора регистрируемой частицей. Измерение высоких энергий осуществляется с помощью т. н. ливневых детекторов, которые измеряют суммарную энергию частиц электронно-позитронного ливня. В некоторых случаях для измерения энергии квантов используют фоторасщепление дейтрона.

К оптическим Спектрометрам относятся: устройства для выделения достаточно узких участков спектра оптического излучения (монохроматоры); приборы для сравнения измеряемого потока излучения с эталонным (спектрофотометры); приборы, в которых приёмник излучения регистрирует практически одновременно весь оптический спектр, развёрнутый в фокальной плоскости оптической системы (спектрографы). Типы оптических Спектрометров отличаются большим разнообразием — от простейших настольных приборов до крупных астро-спектрографов, работающих в сочетании с телескопами. Общая классификация оптических Спектрометров осуществляется по двум основным признакам — числу каналов и физическим методам разделения излучения по длинам волн. В приведённой классификации не упомянуты лишь методы, использующие почти монохроматическое излучение перестраиваемых лазеров (методы лазерной спектроскопии).

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.