Optické přístroje, kterými objektivně měříme a hodnotíme emisní nebo absorpční spektra látek, označujeme jako spektrometry.

         Hlavní součástí spektrometru je monochromátor – optické zařízení, kterým lze izolovat velmi úzký pás vlnových délek v širokém rozsahu spektra.

 

 

 

 

 

 

 

Hranol

 

pracuje na základě odlišného indexu lomu pro různé vlnové délky. Materiál hranolu určuje spektrální oblasti, pro kterou je hranol určen. Hranol se používal u starších přístrojů, dnes pouze k předseparaci svazku vlnových délek před mřížkou.

 

Obr.1 Rozklad polychromatického záření

 

 

 

 

 

 

 

 

Indexy lomu pro některé látky:

 

Látka

index lomu

vzduch (normální tlak)

1,0003

led

1,31

voda

1,33

etanol

1,36

sklo

1,5 až 1,9

sůl

1,52

safír

1,77

diamant

2,42

 

 

Rozklad polychromatického záření hranolem a oblast použití optických materiálu.

 

Součásti monochromátoru - disperzní prvek (hranol-lom, mřížka-ohyb)

   - štěrbiny (vstupní a výstupní)

 

Typy monochromátorů

 

Obr. 1 Zcerny-Turner monochromátor

 

Obr. 2 Echelle monochromátor

 

Obr. 3 Ebertův monochromátor

          

        

 

Mřížka

 

plocha z transparentního materiálu opatřená řadou rovnoběžných čar-vrypů. Princip – ohyb a odraz záření. Daná mřížka je opět daná pro určitou spektrální oblast.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

((Výroba mřížky – vzájemným působením dvou svazků monochromatického záření (laser) na fotocitlivou vrstvu na povrchu mřížky. V závislosti na vlnové délce a svírajícím úhlu vzniká soustava osvětlených a neosvětlených velice tenkých proužků. Po vyvolání vznikne soustava vrypů, které se napaří velmi tenkou vrstvou, na zabránění stárnutí. V současné době se na výrobu mřížek používá keramický materiál ZERODUR, s téměř nulovým koeficientem roztažnosti – je tedy snížen vliv teploty na optický spektrometr.))

 

         Vstupní štěrbina – slouží ke geometrickému vymezení úzkého svazku paprsků ze záření zdroje. Výstupní štěrbina k izolaci paprsku z rozloženého záření.

 

         Monochromátor posuzujeme podle schopnosti rozlišení dvou blízko sebe ležících vlnových délek. Toto rozlišení závisí na disperzním prvku, na jeho vzdálenosti od výstupní štěrbiny a šířce obou štěrbin. Lepší rozlišení dosahujeme u užších štěrbin.

 

Hlavní charakteristiky spektrometru:

 - rozlišovací schopnost dvou blízkých vlnových délek         R = λ / d λ

 - úhlová disperze                                                                  D = dδ / dλ

δ … úhel, pod kterým vystupují dva paprsky z disperzního prvku lišící se ve vlnové délce o 0,1 nm

 - reciproká lineární disperze                                        dλ / dl

        rozdíl vlnových délek (nm) dvou spektrálních čar ve vzdálenosti 1 mm

 

         Má-li monochromátor více výstupních štěrbin v rovině spektra, jde o polychromátor.

 

Obr. 4 Polychromátor