МОНОХРОМАТОР
в оптике, прибор для
выделения узких интервалов длин волн (частот) оптического (т. е. видимого,
инфракрасного или ультрафиолетового) излучения; один из спектральных
приборов. М. состоит (рис.) из входной щели /, освещаемой источником
излучения, коллиматора 2, диспергирующего элемента 3 (см. Дисперсия
света), фокусирующего объектива 4 и выходной щели 5. Элемент
3
пространственно
разделяет лучи разных длин волн X, направляя их под разными углами <р,
и в фокальной плоскости объектива 4 образуется спектр - совокупность
изображений входной щели в лучах всех длин волн, испускаемых источником.
Нужный участок спектра совмещают с выходной щелью 5 поворотом диспергирующего
элемента; изменяя ширину щели 5, меняют спектральную ширину 6Х (интервал
длин волн) выделенного участка.
Диспергирующими элементами М. служат дисперсионные
призмы и дифракционные решётки. Их угловая дисперсия Дф/ДХ вместе
с фокусным расстоянием объектива 4 определяет линейную дисперсию
М. Д//ДХ (Дф - угловая разность направлений лучей, длины волн к-рых отличаются
на ДХ; Д/ - расстояние в плоскости выходной щели, разделяющее эти лучи).
Призмы дешевле решёток и обладают большой дисперсией в ультрафиолетовой
области. Однако их дисперсия сильно уменьшается с ростом X; кроме того,
для разных областей спектра необходимы призмы из разных материалов. Решётки
свободны от этих недостатков.
Кроме дисперсии, качество М. определяют
его разрешающая способность и светосила. Разрешающая способность М., как
и любого др. спектрального прибора, равна Х/(ДХ)*,
где (ДХ)* - наименьшая разность длин волн,
ещё различимая в выходном излучении М. Светосила М. показывает, какая часть
лучистой энергии, испускаемой источником в выделенном интервале 6Х, проходит
через М. Она зависит от геом. характеристик М. (в частности, размеров щелей
и диспергирующего элемента) и от потерь на отражение и поглощение в оптике
М.
Объективы М. (коллиматорный и фокусирующий)
могут быть линзовыми или зеркальными. Зеркальные объективы пригодны в гораздо
более широком спектральном диапазоне, чем линзовые, и, в отличие от последних,
не требуют перефокусировки при переходе от одного выделяемого участка спектра
к другому. Это особенно удобно в невидимых для глаза областях спектра (ультрафиолетовой
и инфракрасной), в связи с чем в М. для этих областей применяется преим.
зеркальная оптика.
М. служат важнейшими составными частями
источников монохроматического освещения и спектрофотометров, с помощью
к-рых измеряют энергию, излучаемую исследуемыми объектами в различных областях
спектра. В спектрофото-метрии особенно важно избежать попадания в выходную
щель М. рассеянного света с длинами волн, далёкими от выделяемого участка
спектра. С этой целью часто применяют двойные М., представляющие собой
два М., конструктивно объединённых так, что выходная щель первого из них
служит входной щелью второго. К преимуществам двойных М. относится также
возможность существенно повысить их дисперсию.
Лит.: Топорец А. С., Монохроматоры,
М., 1955', Пейсахсон И. В., Оптика спектральных приборов, Л., 1970.
А. П. Гагарин.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я