На чём основан качественный спектральный анализ? Какие приборы используют для проведения анализа

Ответ:

Качественный спектральный анализ основан на индивидуальности эмиссионных спектров каждого элемента и сводится, как правило, к определению длин волн линий в спектре и установлению принадлежности этих линий тому или иному элементу. Расшифровка спектров осуществляется либо на стилоскопе (визуально), либо, чаще всего, на спектропроекторе или микроскопе после фотографирования спектров на фотопластинку. Качественный спектральный анализ, особенно проб сложного состава, требует правильного выбора условий фотографирования спектров и большого опыта в расшифровке спектров. Как правило, отнесение спектральных липни к тому или иному элементу проводят, используя атласы спектральных линий, позволяющие расшифровывать спектры неизвестного вещества. Поэтому при 147 фотографировании спектра неизвестной пробы одновременно фотографируется спектр железа. Сравнение изучаемого спектра с реперным проводится с помощью спектропроекторов или специальных столиков для расшифровки. Одним из приборов для проведения качественного спектрального анализа является монохроматор УМ-2. Универсальный монохроматор для видимой области спектра УМ-2 разработан в начале 50-х годов. Прибор оказался настолько удачным, что он до сих пор серийно выпускается нашей промышленностью. Оптическая схема УМ-2 приведена на рис. 1. Свет от источника проходит через входную щель 1, установленную в фокусе ахроматического объектива коллиматора 2 и далее параллельным пучком падает на диспергирующий элемент – призму Аббе 3. Фокусное расстояние объектива а диаметр егоПоэтому относительное отверстие D/f1 равно 1:6, т.е. это прибор средней светосилы. Рис. 1. Оптическая схема монохроматора УМ-2  Призма Аббе является не только диспергирующим элементом, но также отклоняет любой луч, идущий через нее под углом наименьшего отклонения, на  (рис. 2). Рис. 2. Ход лучей света через призму Аббе Призма делается из трех склеенных призм, одна из которых является поворотной. От объектива коллиматора на призму падает параллельный пучок немонохроматического света. На входной грани призмы в силу дисперсии лучи различных длин волн преломляются по-разному. Один из лучей пойдет под углом наименьшего отклонения, т.е. параллельно основанию 1-й призмы и под углом отразится от гипотенузной грани поворотной призмы полного внутреннего отражения и пройдет параллельно основанию 3-й призмы. Далее этот луч попадает на границу стекло-воздух, снова преломляется и выходит из призмы вдоль оптической оси приемной части прибора. Призмы 1 и 3, фактически, выполняют роль диспергирующей призмы. Лучи других длин волн отклоняются призмой на иные углы и выходят из нее параллельными пучками, не совпадающими с оптической осью. Столик, на котором установлена призма, делается поворотным и вращается барабаном с отсчетами длин волн. Это позволяет вывести на оптическую ось прибора параллельный пучок лучей определенной длины. При этом угол  между входящим в призму и выходящим пучками данной λ сохраняется. Ахроматический объектив камеры 4 собирает все параллельные лучи различных длин волн в своей фокальной плоскости. Окуляр 6 служит для визуального отсчета положений спектральных линий. В комплект прибора входят сменные выходная щель и окуляр. Выходная щель устанавливается на пересечении оптической оси прибора и фокальной плоскости объектива камеры. За щелью ставят фотоприемник и регистрирующий прибор. Поворачивая барабан длин волн (и призму) и фиксируя показания прибора, можно снять спектр. В данной работе используется визуальный метод наблюдения с помощью окуляра, который устанавливается вместо щели. В поле зрения окуляра оказывается не одна линия (как за выходной щелью), а несколько. Общий вид монохроматора и его органы управления показаны на рис. 3. Рис. 3. Внешний вид монохроматора УМ-2: 1 - барабан установки ширины входной щели; 2 - маховичок фокусировки объектива коллиматора; 3 - шкала фокусировки объектива коллиматора; 4 - поворотный столик; 5 - призма Аббе; 6 - барабан поворота столика с отсчетными деления ми угла поворота; 7 - указатель делений; 8 - окуляр; 9 - затвор коллиматора.