Прибор, который служит для разложения сложных колебаний в спектр

1.

Презентация на тему
"Прибор, который
служит для
разложения
сложных колебаний
в спектр"
РА Б О Т У В Ы П О Л Н И Л У Ч Е Н И К 11 А
КЛАССА
Б УЛ ГА К О В А Л Е К С А Н Д Р

2.

Что такое спектр?
• Спектр (лат. spectrum —
видимое, от лат. specter —
видение) —
множество значений физический
величины, или распределение их,
согласно определённому
параметру (например
значений энергии, частоты или ма
ссы). Графическое представление
спектрального распределения
называется спектральной
диаграммой.
Радуга
Спектр в очень большой
отражательной дифракцион
ной решётке.

3.

История
Первое описание явления сделал в 1673
году Джеймс Грегори, который наблюдал
дифракцию на птичьих перьях
Дэвид Риттенхаус в 1786 году впервые
изготовил дифракционную решётку и
измерил углы отклонения для разных
цветов. В 1801 году Томас Юнг открыл и
объяснил интерференцию света. В 1818
году Огюстен Жан Френель разработал
теорию дифракции света. Опираясь на
представления Юнга и Френеля о
световых волнах, Йозеф Фраунгофер в
1821 году впервые использовал
дифракционную решётку (которую он и
изготовил) для получения спектров и
вычисления длин волн.
Дифракция на примере одной
щели

4.

5.

Спектрометр
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ПРИБОРОВ
В СОСТАВ КОНСТРУКЦИИ СОВРЕМЕННЫХ СПЕКТРОМЕТРОВ ВХОДЯТ СЛЕДУЮЩИЕ ЧАСТИ:
ОСВЕТИТЕЛЬНАЯ. ОНА СОСТОИТ ИЗ ИСТОЧНИКА СВЕТА, КОНДЕНСОРНОЙ ЛИНЗЫ ИЛИ ЗЕРКАЛА, ДИАФРАГМЫ ИЛИ
ВХОДНОГО ЗРАЧКА ПРИБОРА.
ОПТИЧЕСКАЯ (СПЕКТРАЛЬНАЯ). ЕЕ ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ - ЭТО КОЛЛИМАТОР, ДИСПЕРГИРУЮЩАЯ СИСТЕМА (ПРИЗМА
ИЛИ ДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЕТКА), СВЕТОВОЕ ОТВЕРСТИЕ И ВЫХОДНОЙ ОБЪЕКТИВ. В ФОКАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ
ПОСЛЕДНЕГО УСТАНАВЛИВАЕТСЯ ОКУЛЯР, ФОТОПЛАСТИНКА, ВЫХОДНАЯ ДИАФРАГМА ИЛИ БОЛЕЕ СЛОЖНЫЕ
УСТРОЙСТВА.
ПРИЕМНО-РЕГИСТРИРУЮЩАЯ.
В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТИПА ПРИБОРА ЭТА ЧАСТЬ ВКЛЮЧАЕТ:
ОКУЛЯР (ПРИ ВИЗУАЛЬНОМ МЕТОДЕ);
ФОТОПЛАСТИНКУ (ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ФОТОГРАФИЧЕСКОГО МЕТОДА;
ФОТОПРИЕМНИК (В СЛУЧАЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МЕТОДА).

6.

спектрометр
ОПТИЧЕСКАЯ ЩЕЛЬ
Щель - важный элемент спектрального прибора, который определяет
его рабочие характеристики. Она пропускает и визуализирует
излучения, поступающие в анализатор устройства. От оптической щели
зависит:
оптическое разрешение;
пропускная способность;
угол расходимости света.
ДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЕТКА
Дифракционная решетка - оптический прибор, состоящий из
совокупности равноудаленных друг от друга щелей одинаковой формы,
которые нанесены на непрозрачный носитель (плоский или вогнутый).
Принцип действия прибора основан на дифракции света.
Основные характеристики:
Период (d) - это расстояние между двумя рядом расположенными
щелями, которое равно сумме длин прозрачного и непрозрачного
участков.
Постоянная решетки - величина обратная периоду (1/d).
Разрешающая способность - характеризует возможность разделения
двух близких спектральных линий, длина волн которых λ и λ + Δλ. Этот
параметр равен отношению длины волны к ее минимальному значению:
Дифракционная решётка

7.

Спектральные приборы - устройства для исследования спектрального состава электромагнитного излучения. Применяются для изучения в оптическом диапазоне длин волн (λ= 10–3–
103 мкм) характеристик различных излучателей (наземных и космических), а также для исследования свойств различных физических объектов при взаимодействии их с оптическим
излучением и для проведения спектрального анализа.
• Виды спектральных приборов:
Монохроматоры
Спектрографы

8.

Спектрографы
• Спектрограф — прибор, в котором
приёмник излучения одновременно
регистрирует весь
возможный электромагнитный
спектр. Приёмниками излучения могут
быть фотоматериалы,
многоэлементные фотоприёмники (ПЗСматрицы или линейки), электроннооптические преобразователи.
Диспергирующая система (система,
которая разделяет поток излучения в
зависимости от длины волны) может
быть призмой, дифракционной
решеткой др. Спектрограф применяют
для промышленных и научных
исследований спектров веществ, в
астрономических исследованиях.
Общеизвестно применение
спектрографа в астрономии.

9.

Монохроматоры
Монохроматор - спектральный оптико-механический
прибор, предназначенный для
выделения монохроматического излучения. Принцип
работы основан на дисперсии света.
Монохроматор состоит из следующих основных частей
и узлов: входная спектральная щель,
коллиматорный объектив, диспергирующий элемент
(призма или дифракционная решётка), фокусирующий
объектив и выходная спектральная щель, которая
выделяет излучение, принадлежащее узкому
интервалу длин волн. Возможность сканирования
спектра (выбора нужного спектрального диапазона)
обеспечивается путём поворота диспергирующего
элемента. Для обеспечения точности поворот
осуществляется с помощью специального
передаточного механизма, управление последним в
различных моделях может осуществляться вручную
(последовательно перебирая необходимые длины волн)
или автоматически (с помощью готового или
собственного программного обеспечения). Также
существуют двойные монохроматоры, представляющие
собой последовательно сочленённые монохроматоры, в
которых излучение из выходной щели первого
монохроматора направляется во входную щель второго.

10.

Спасибо за
внимание