Большая Советская энциклопедия - монохроматор

в оптике, прибор для выделения узких интервалов длин волн (частот) оптического (т. е. видимого, инфракрасного или ультрафиолетового) излучения; один из спектральных приборов (См. Спектральные приборы). М. состоит (рис.) из входной щели 1, 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 λ, направляя их под разными углами φ, 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 δλ (интервал длин волн) выделенного участка.

Диспергирующими элементами М. служат Дисперсионные призмы и дифракционные решётки (См. Дифракционная решётка). Их угловая дисперсия Δφ/Δλ вместе с фокусным расстоянием объектива 4 определяет линейную дисперсию М. Δl/Δλ (Δφ— угловая разность направлений лучей, длины волн которых отличаются наΔλ; Δl — 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 λ; 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 другого спектрального прибора, равна λ/(Δλ)*, где (Δλ)* — наименьшая разность длин волн, ещё различимая в выходном излучении М. Светосила М. показывает, какая часть лучистой энергии, испускаемой источником в выделенном интервале δλ, проходит через М. Она зависит от геометрических 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 преимущественно зеркальная оптика.

М. служат важнейшими составными частями источников монохроматического освещения и Спектрофотометров, с помощью которых измеряют энергию, излучаемую исследуемыми объектами в различных областях спектра. В спектрофотометрии 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.

Рис. к ст. Монохроматор.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия

1969—1978