Спектроскоп
Спектроско́п — оптический прибор, приспособленный для визуального наблюдения и исследования спектра излучения различных тел.
С его помощью можно определить присутствие какого-либо вещества в исследуемом объекте через его спектр, иными словами, провести спектральный анализ[1][2].
Спектроскоп применяется во многих областях науки для быстрого спектрального анализа веществ. Так, он используется в астрономии, химии, медицине, физике, металлургии, геологии и других[3].
Спектроскоп состоит из трёх главных составных частей: из трубы, приёмника светового луча, или коллиматора; из рассеивающего прибора — призмы; из обыкновенной зрительной трубы для осмотра спектра[4].
В ситуации, когда появляется необходимость сделать фотографию спектра и изучить снимок, на место окуляра к прибору добавляется фотографическая камера. Такой прибор называется спектрографом. Существует его усовершенствованная версия — спектрофотометр. Его конструкция включает в себя фотометрическую насадку. Благодаря ей получается измерить пропускной коэффициент исследуемого вещества[4].
Стоит также заметить, что спектроскоп и спектрометр — инструменты с разной функциональной нагрузкой, и спектроскоп является более широким понятием. В дополнение, спектроскоп позволяет лишь визуально исследовать спектр. Кроме того, существует отдельный тип спектроскопа, применяющийся в металлургии — стилоскоп. Более распространённый инструмент, спектрометр — это прибор, позволяющий измерять интенсивность и расположение спектральных линий в режиме реального времени. Существует несколько наиболее встречающихся видов спектрометра: рентгенофлуоресцентный, атомно-эмиссионный, инфракрасный, масс-спектрометр[5].
Устройство и принцип действия[править]
Принцип действия вышеперечисленных видов спектроскопа схож, несмотря на улучшения и изменения различных приборов. В устройстве спектроскопа используются три основных элемента — коллиматор с объективом, то есть приёмник света; призма, или дифракционная решётка; зрительная труба[1].
Лучи света, попадающие в прибор через щель и объектив коллиматора, выходят параллельными между собой, благодаря чему полученный спектр наиболее удобно наблюдать. Далее, выйдя из[коллиматора, лучи света попадают в призму — прибор, разбивающий и преломляющий свет. Часто используют систему из нескольких призм, которая усиливает рассеивание света. Наконец, свет попадает в обыкновенную зрительную трубу, в которой через окуляр исследователи рассматривают полученный спектр[4].
Стоит упомянуть, что существуют и прочие дополнительные составные части спектроскопа, такие как подставка для прибора, приспособление для изменения угла лучепреломления и другие. Кроме того, в случае рассмотрения более инновационных приборов, добавляются соответствующие узлы — например, фотокамера, фотоэлектронный умножитель и другие[2].
Использование спектроскопа: спектральный анализ[править]
Спектральный анализ — это совокупность методов, с помощью которых в результате изучения спектров взаимодействия материи с излучением исследуемого объекта количественно определяют содержание в нём интересующих элементов[6].
Разложение света, лежащее в основе спектрального анализа, было замечено ещё Ньютоном, когда он пропускал луч света через круглое отверстие, ставя на его пути стеклянную призму[7]. Впоследствии Фрауенгофер смог систематизировать образующиеся после разложения линии, а дальнейшие исследования показали, что у каждого тела, доведённого до состояния белого каления (до наивысшей температуры), присутствует уникальный набор полос, которые имеют свой цвет и располагаются на конкретном участке спектра. Иными словами, исследователь при должной осведомлённости может по взгляду на спектр определить, какое перед ним вещество[2].
Важное преимущество спектрального анализа перед химическим — возможность обнаружить наличность вещества в очень малом количестве. Так, было открыто, что натрий можно определить даже в случае, когда его содержание в теле не превосходит миллионной доли грамма[2].
Примечания[править]
- ↑ 1,0 1,1 Игнатьев, 1912, с. 184
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 Беккерледж, 1897, с. 4
- ↑ Домашний спектроскоп исследователя. Проверено 10 октября 2023.
- ↑ 4,0 4,1 4,2 Игнатьев, 1912, с. 185
- ↑ Понятие и виды спектрометра. Проверено 10 октября 2023.
- ↑ Иванов, 2019, с. 33
- ↑ Беккерледж, 1897, с. 3
Литература[править]
- Е.И. Игнатьев Наука о Небе и Земле, общедоступно изложенная: Очерки по астрономии, физ. географии и геологии. — Санкт-Петербург: А.С. Суворин, 1912. — 544 с.
- Беккерледж О. Спектроскоп и его изготовление. Перевод с английского. — Москва: Типо-литогр. Т-ва И. Н. Кушнерев и Ко, 1897. — 25 с.
- Иванов М.С. Методы спектрального анализа (русский). — Санкт-Петербург: Балтийский государственный технический университет «Военмех» им. Дмитрия Фёдоровича Устинова, 2019. — С. 33—37.
- Кузнечик О. Спектроскопия в астрономии (русский) // Наука и инновации. — Минск, Беларусь: Республиканское унитарное предприятие «Издательский дом «Белорусская наука», 2013. — С. 18—20.
- Залова Ш.А. Спектроскопия в стоматологии (русский) // Бюллетень медицинских Интернет-конференций. — Саратов: ГБОУ ВПО Саратовский ГМУ им. Разумовского Минздава России, 2015. — Vol. 5. — № 11. — С. 1281. — ISSN 2224-6150.
- Трофимов А.О., Павлов В., Военнов О.В. Церебральная инфракрасная спектроскопия при повреждении мозга (русский). — Саратов: Ukrainian Neurosurgical Journal, 2014. — № 2. — С. 25—28. — ISSN 1810-3154.
- Хрипач Н., Барановский А. Применение спектроскопии в органической химии (русский) // Наука и инновации. — Минск, Беларусь: Республиканское унитарное предприятие «Издательский дом «Белорусская наука», 2013. — № 3. — С. 6—9.
- Бардухинов Л.Д., Специус З.В., Липашова А.Н. Структурные дефекты и минеральные включения в алмазах из кимберлитовых трубок Накынского и Алакит-Мархинского полей по данным кр- и ИК-спектроскопии (русский) // Руды и металлы. — Москва: Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов», 2018. — № 4. — С. 76—86. — DOI:10.24411/0869-5997-2018-10014
- Зуева И.Н., Смольянинова Н.М., Иванов Г. Н. Исследование нефтей методом инфракрасной спектроскопии (русский) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. — Томск: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Томский политехнический университет», 1975. — С. 119—122.
Примечания[править]
 | Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Спектроскоп», расположенная по адресу:
Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?». |
|---|