Սպեկտրային սարքեր

Սպեկտրային սարքեր, օպտիկական տիրույթի ($10^{-3}-10^{3}$ մկմ) էլեկտրամագնիսական ճառագայթումը ըստ ալիքի երկարության (կամ հաճախականության) տարրալուծելու օպտիկական սարքեր, որոնք հնարավորություն են տալիս նյութի առաքած, կլանած անդրադարձրած կամ ցրած լույսի սպեկտրային բաղադրությունը հետազոտելով՝ գաղափար կազմել նյութի կառուցվածքի և հատկությունների մասին: Սպեկտրային սարքերը օգտագործվում են նաև ալիքի որոշակի երկարության (նեղ շերտի) մեներանգ ճառագայթում ստանալու համար։ Գոյություն ունեն բազմաթիվ սպեկտրային սարքեր, որոնք կարելի է դասակարգել ըստ միաժամանակ գրանցվող սպեկտրային տիրույթների (կանալների) թվի և ըստ սպեկտրային տիրույթի տարրալուծման ֆիզիկական մեթոդի։

Առաջին խմբին են պատկանում միականալ և բազմականալ սպեկտրային սարքեր, երկրորդ խմբին՝ ընտրողական զտման («դասական» մեթոդներ) և ընտրողական մոդուլման («նոր» մեթոդներ) մեթոդներով աշխատող սպեկտրային սարքեր։

Ամենատարածված և հին սպեկտրային սարքերը միականալ և բազմականալ դասի սարքերն են, որոնցում օգտագործվում է սպեկտրի տարածական տարրալուծման մեթոդը (ընտրողական զտում)։ Այսպիսի սպեկտրային սարքերի հիմնական մասը դիսպերսող տարրն է (պրիզմա, դիֆրակցիոն ցանց, Ֆաբրի–Պերոյի ինտերֆերոմետր ևն)։ Դիսպերսող տարրը կոլիմատորից եկող զուգահեռ ճառագայթների փունջը տարրալուծում է ըստ ալիքի երկարության, իսկ օբյեկտիվը $P$ կիզակետային հարթությունում ստեղծում է $S$ ճեղքի պատկերը՝ ալիքի տարբեր երկարություններին համապատասխան։ Որոշ սպեկտրային սարքերում առանձին օպտիկական տարրեր կարող են չլինել։ Օրինակ, այն սպեկտրային սարքերում, որտեղ դիսպերսող տարրը գոգավոր դիֆրակցիոն ցանցն է, $O_{1}$ և $O_{2}$ օբյեկտիվները բացակայում են, որովհետև դրանց դերը կատարում է գոգավոր ցանցը։ Որոշ սարքերում կարող է բացակայել կոլիմատորի ճեղքը (անճեղք սպեկտրոգրաֆներ)։

Միականալ սպեկտրային սարքերի կիզակետային հարթությունում ստացված ամբողջ սպեկտրից առանձնացվում է որոշակի $\delta \lambda$ սպեկտրային տիրույթ։ Մոնոքրոմատորներում դա իրականացվում է կիզակետային հարթությունում ելքի մի ճեղք տեղավորելով։ Առանձնացված սպեկտրային տիրույթի սահուն փոփոխումն իրականացվում է դիսպերսող տարրի պտույտով։ Պարզագույն մոնոքրոմատորներում դիսպերսող տարրը փոխարինվում է թողարկման նեղ շերտ ունեցող լուսազտիչով կամ պտտվող սեպաձև լուսազտիչով։ Մոնոքրոմատորների հիման վրա են կառուցված սպեկտրոմետրերը և սպեկտրալուսաչափները։ Սպեկտրոմետրերը հիմնականում միաճառագայթ սարքեր են և օգտագործվում են կլանման և առաքման սպեկտրները (այդ սպեկտրներում տարբեր երկարության ալիքների հարաբերական ինտենսիվությունը) չափելու համար։ Սպեկտրալուսաչափը երկճառագայթ սարք է և հնարավորություն է տալիս չափել կլանման սպեկտրները՝ համեմատելով չափվող և էտալոնային կանալների լուսային հոսքերը, որոնք պտտվող օպտիկական մոդուլյատորի միջոցով հերթականությամբ ուղարկվում են դեպի մոնոքրոմատոր։ Երբ երկու կանալներում լուսային հոսքերի մեծությունները հավասարվում են, համակարգը գտնվում է հավասարակշռության մեջ, և օպտիկական սեպը մնում է անշարժ։ Ալիքի երկարության փոփոխության դեպքում հետազոտվող նմուշի թողունակությունը (կլանումը) փոխվում է, և համակարգի հավասարակշռությունը խախտվում է․ առաջանում է համապատասխան ազդանշան, որն ուժեղացնելով, տրվում է սեպը շարժման մեջ դնող շարժիչին։ Սեպը կշարժվի այնքան, մինչև երկու կանալներում հոսքերը հավասարվեն։ Սեպի հետ համընթաց շարժվող ինքնագրիչը շարժական ժապավենի վրա գրի է առնում կլանման կորը։ Սպեկտրալուսաչափի տարատեսակներից են սպեկտրոֆլուորիմետրը (ֆլուորեսցենցումը հետազոտելու համար), սպեկտրաբևեռաչափը (լույսի բևեռացումը հետազոտելու համար), սպեկտրոռեֆրակտոմետրը (բեկման ցուցչի դիսպերսիան հետազոտելու համար) ևն։

Կիրառություն

Այդ սարքերն օգտագործում են լույսի սպեկտրի կառուցվածքի քանակական և որակական բաղադրությունը՝ ճառագայթող, կլանող, ցրող և անդրադարձող նյութի, հետազոտելու համար։ Այս հետազոտությունները թույլ են տալիս դատել նյութի հատկությունների, քիմիական կառուցվածքի, ֆիզիկական երևույթների, ինչպես նաև լույսի և նյութի համագործակցության մասին։

Սպեկտրային սարքերը գործածվում են նաև տրված սպեկտրյալ կազմի ստացման համար։ Այս սարքերում որպես հիմնային էլեմենտ է օգտագործվում դիֆրակցիոն ցանցը, որն էլ իրականացնում է ճառագայթման բաժանումը։

Տեսակներ

Ժամանակակից սպեկտրային սարքերի մեծ մասամբ համարվում են «դասական», քանի որ այն ընդլայնում է ճառագայթման սպեկտրը։

«Դասական» օպտիկական սարքերը կարելի է բաժանել 2 խմբի.

1. մոնոքրոմային
2. սպեկտորգրաֆիկական

Մոնոքրոմատորներ

Մոնոքրոմատորները նախատեսված են տրված սպեկտրալ ինտերվալում ճառագայթումն առանձնացնելու համար։

Տես նաև

• Սպեկտր
• Սպեկտրային վերլուծություն

Գրականություն

• Тарасов К․ И․, Спектральные приборы, Л․, 1968
• Пейсахсон И․ В․, Оптика спектральных приборов, Л․, 1970
• Зайдель А․ Н․, Островская Г․ В․, Островский Ю․И․, Техника и практика спектроскопии, М․, 1972․

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 11, էջ 61)։