PRISMUL SPECTRAL (prismele de dispersie) este unul dintre grupurile de prisme optice; servesc pentru separarea spațială (descompunere în spectru) a radiației optice. până la monocrom. componente care diferă în lungimi de undă. Separarea razelor în monocrom. componente este rezultatul în funcție fasciculului unghiul de deviere care trece prin prisma (Fig. 1), indicele de refracție n al materialului prismei. diferite pentru diferite lungimi de undă (vezi. Dispersia luminii) a prismei .Kachestvo caracterizat cărbune. dispersia .. k-rai depinde (și I valori) ale materialului prismă, I1 unghiul refractant și unghiul de incidență (și, prin urmare, unghiurile de refracție prima și a doua fețe ale prismelor):
Fig. 1. Calea razelor într-o prismă triunghiulară simplă.
Pentru producția de prisme, se utilizează materiale cu o dispersie mare, transparente în regiunea investigată a spectrului, cu proprietăți optice ridicate. omogenitate și izotropie. În funcție de regiunea investigată a spectrului, sticlăria este folosită din sticlă (cel mai adesea piatră) pentru regiunea vizibilă; cristalin. cuarț, fluorit etc. - pentru regiunea UV; fluorură de litiu, clorură de magneziu etc. pentru regiunea IR.
Există mai multe. specii naib. utilizat de S. p.
1. O prismă triunghiulară simplă (Figura 1) este folosită ca prisma de sine stătătoare. elementul de dispersie în dispozitivele spectrale și, de asemenea, este cel de bază. o parte din toate sistemele de prisme mai complexe. Unitatea prismă spectrală este setată astfel încât linia de intersecție a suprafeței sale refractant (marginea refracting) este paralelă cu fanta de intrare. Unghiul cu două fețe format de fețele de lucru ale prismei se numește unghiul refractar.
De obicei este de 60 °. Unghiul deformării fasciculului după trecerea prin prisma:. Starea canalului simetric al razei prin prisma. Colțul. lungimea regiunii spectrale de la undă scurtă la limita lungă a undelor:
Cu o creștere a unghiului și indicele de refracție n, unghiul de deformare a razei crește la o valoare limită, la care int totalul. reflecția de pe a doua față a prismei și raza din prism nu iese. De obicei prisma este setată la min. deviație, care asigură producerea a max. rezoluția, lipsa astigmatismului și a unghiurilor. crește. Pentru date și n, cu o traiectorie simetrică a fasciculului în prisma, unghiul de deformare este min. presupune valoarea:
adică pentru tulburare. Lungimi de mină min. abaterea apare atunci când diferența. Poziția prismei în raport cu fasciculul incident al razei.
O varianta a unei prisme simple cu trei muchii este prisma Cornu (figura 2, a). care este o conexiune la contactul optic al celor doi rectori. prisme cu un unghi de refracție de 30 °, taie din cuarț stânga și dextrogir cu direcția generală Opt. axa paralelă cu bazele prismei (a se vedea activitatea optică, substanțele optic active). Ca urmare, după fasciculul care trece prin prisma din stânga și rotația optică dextrogiră este compensată, și prin urmare, nici o birefrigență, care îmbunătățește calitatea liniilor spectrale ale imaginii. În autocolimatorul. dispozitive (vezi. autocollimation), același efect se realizează prin aplicarea unei jumătăți de prismă Cornu, cateta mare un roi strat reflectorizant acoperit (Littrow prisma, figura 2b.). Dispersia unei asemenea prisme este egală cu varianța unei prisme c. setați la min. abateri.
Fig. 2. Prisme spectrale: a - prisma Cornu; b - Prismul din Littrow; - Prismul lui Amici; г - o prismă din Розерфорда - Броу-винга; e - prisma Abbe (compus); e - prisma Abbe (din toată piesa).
2. Prisma Roseford-Browning (figura 2, d) este compusă din trei părți. Între două prisme unice cu un unghi de refracție mic (
25 °), din sticlă, cu un indice de refracție scăzut și dispersie redusă (coroana) este o prisma cu un unghi mare de refracție (100 °), din sticlă, cu un indice de refracție ridicat și o dispersie mai mare (silex). Toate cele trei prisme sunt lipite împreună sau conectate la optică. de contact. prisme destinație - pentru a reduce pierderile de reflecție prin reducerea unghiului de incidență la prima fateta. Prism Rozerforda - Browning favorabil cu o singură prismă dispersie mai mare (1,5-2 ori), dar la o variație prestabilită - pierderi mai mici la reflecție. Dar, la aceeași lățime a fasciculului de grinzi din lungimea prismei este mai mare decât o singură, iar aplicarea sa este ineficientă în regiunea UV a spectrului, unde absorbția în paharele silex grele crește semnificativ.
3. Prisma directa viziune (Amici prism) este format din trei sau mai multe prisme triedru (fig. 2c) și are proprietatea că pentru un anumit unghi de deviație grinzi roi de lungime de undă este zero. Miercuri Prisma este făcută din piatră, două laturi de coroană. Pentru valori date ale indicilor de refracție n1 și n2 prisme pentru o lungime de undă dată astfel de sotnoshenie deține între unghiurile de prisme și la unghiul de deviere set-k pentru toate sistemele; Datorită acestui lucru în dispozitivele cu prisma Amichi opt. axa nu are nici un rost. În acest caz, radiația cu lungimi de undă mai scurte se abate față de baza cp. prisma și cea cu un val mai lung - spre vârful ei. Amici prismă nu prevede o astfel de dispersie mare, ca o prismă Rozerforda - Browning, și din cauza traseului lung de raze în prisma Amici absoarbe mai multă energie radiații decât o singură prismă. Prin urmare, prismele directe de vedere au primit o distribuție limitată. Acestea sunt utilizate în spectroscopie și spectrografelor dispersie mică atunci când camera de coincidență și axele lentilelor colimator permite plasați dispozitivul într-o piese de țeavă dreaptă.
4. Prisma lui Abbe (Figura 2, d) - o prismă a unui unghi de deviere constant, constă din două drepte de 30 de grade. prismele lipite la fețele cateter ale unei linii izosceles. prisme, din același material (n1 = n2). Prin urmare, esteosceles cu picioare drepte. prisma nu exercită influență asupra dispersiei, acționează ca o oglindă și este echivalentă cu o placă plană paralelă. Dispersia luminii în prisma abbei apare numai pe fețele prismei taliei. Oferit min. unghiurile de intrare a razelor în prisma Abbe și ieșirea din ea sunt egale în valoare absolută. magnitudine și opus în semn. Prin urmare, raza care trece prin prisma abbei la minim de abatere lasă-o, formând, indiferent de lungimea de undă, un unghi drept cu fasciculul care intră în prisma. Dacă rotiți prisma în jurul unei anumite axe verticale, puteți duce la starea min. deformarea razei. lungimi de unda. Cu cărbune. dispersie și pierderi de reflexie, acest sistem este echivalent cu o prisă unică cu un unghi de refracție de 60 °. Pentru a evita lipirea împreună. părți, prisma lui Abbe este uneori făcută sub forma unui bloc întreg de sticlă din același material (figura 2, e). Când lucrați în regiunea UV în locul unei prisme pline de interior. reflecțiile folosesc o oglindă.
5. Prisma feribotului, împreună cu extinderea spectrului fasciculului fasciculului, asigură și focalizarea. Acest lucru este realizat ca rezultat al faptului că fețele de lucru ale prismei sunt răsucite și una dintre ele este metalică. acoperirea este o oglindă. Cu o rază de curbură a suprafeței de ieșire R, spectrul este situat pe un cerc cu o rază de 0,5 R. Cu toate acestea, prisma feribotului are semnificația. astigmatism și poate fi utilizat numai în dispozitive cu o mică deschidere.
Până în anii 1970. Sferele au fost utilizate pe scară largă în instrumente spectrale de dezacorduri. tipuri. În anii '70 și '80. Straturile de difracție au devenit un concurent serios al SS-urilor. Cu toate acestea, SS-urile sunt încă folosite în dispozitive spectrale simple, preliminare. monochromator. și de asemenea ca separatoare de ordine în instrumente cu lattice. Prismele sunt, de asemenea, utilizate cu succes ca selectori în rezonatoare de lasere solide și lichide.
REFERINȚE Peixakhson, IV Optics of Spectral Devices, ed. L. 1975; Lebedeva V. V. Tehnologia Spectroscopiei Optice, ed. M. 1986; Malyshev VI Introducere în spectroscopia experimentală, M. 1979; Skokov, IV Dispozitive optice spectrale. M. 1984. L. N. Kapersky.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: