Спектрофотометры

где n - порядок спектра;

λ - длина волны; d - расстояние между линиями дифракционной решетки;

i - угол падения;

Θ - угол дифракции.

Дисперсия от дифракции остается практически постоянной при изменении длины волны, и разрешающая сила решетки определяется порядком спектра и числом линий на освещенной части дифракционной решетки.

= n * N,

где R - разрешающая сила решетки;

n - порядок спектра; - число линий.

Разрешающая сила также зависит от качества дифракционной решетки. Любые недостатки в точности нанесения линий могут привести к появлению несколько смещенного изображения линий. Обычно получают спектр несколько более высокого порядка, чем ожидаемый.

Для обеих систем диспергирования света необходимы коллимирующие и фокусирующие линзы или зеркала, обычно комбинируемые с диспергирующим устройством.

В абсорбционной спектроскопии применяются кюветы разных размеров, изготовленные из кварца или стекла. Как и призмы, кюветы сделаны из материала, обладающего высокой пропускной способностью в определенной части спектра. Кварцевые кюветы пригодны для измерений как ультрафиолетовой, так и в видимой области; стеклянные же могут быть использованы только в видимой области.

Толщина слоя в кюветах колеблется от 0,1 до 10 см. Чаще всего измерения проводят в кюветах с толщиной слоя 1 см. Трудно производить кюветы, абсолютно идентичные по пропускаемости, поэтому одну и ту же кювету обычно используют только для растворителя. Поправка на различное поглощение кювет определяется путем сравнения поглощения обеих кювет, наполненных чистым растворителем.

Следует обращать внимание на чистоту кювет и состояние их оптической поверхности, так как оба этих фактора влияют на показания поглощения.

Для измерения поглощения света необходимо фотометрическое устройство. Применяемые для этих целей фотоэлементы, фотоэмиссионные лампы и фотоумножители основаны на известном эффекте перехода световой энергии в электрическую.

Фотоэлементы дают относительно сильный ток, который может быть измерен при помощи гальванометра. Фотоэлементы чаще всего применяются в фотоэлектроколориметрах.

Фотоэмиссионные лампы - это разреженные трубки, содержащие два электрода, один из которых при облучении испускает электроны, так как покрыт светочувствительным материалом (щелочной металл, нанесенный на слой окиси серебра или сурьмы). Возникающий при этом ток очень слабый, поэтому необходимо применять усилительные устройства.

Эмиссионные лампы применяют по следующим основным причинам. Вследствие низкого внутреннего сопротивления усиление тока в фотоэлементе затруднено. В спектрофотометре используется более узкий луч света, чем в колориметре, благодаря чему ток в фотоэлементе был бы слишком слаб для измерения. Ток фотоэлемента, подвергаемого постоянному освещению, медленно снижается во времени. Наконец, спектральный ответ фотоэлементов ограничивается видимой частью спектра, фотоэлементы почти бесполезны в ультрафиолетовой области.

Природа покрытия определяет область волн, в которой эмиссионная лампа может быть использована (от 300 до 500 нм для слоя металлического натрия и от 200 до 700 нм для слоя калия).

Фотоумножительные устройства являются дальнейшим развитием фотоэмиссионных ламп. Первичные электроны, испускаемые фоточувствительным электродом, направляются на следующий электрод, который в свою очередь испускает несколько электронов на каждый падающий на него электрон и т. д. После ряда таких этапов удается значительно усилить ток при сохранении очень небольшой величины начального тока.