Предисловие ко второму изданию..................... 9
Из предисловия к первому изданию..................... 10
Введение..........9........................ 11
§ 1. Измеряемые величины ....................... И
§ 2. Характеристики спектрального прибора............... 13
§ 3. Уширение спектральных линий прибором.............. 14
Инструментальный контур (14). Полуширина спектральных линий (18). Исключение инструментального контура (редукция к идеальному прибору) (21). Разрешающая способность (23).
Глава 1. Призма............................ 25
§ 1. Элементы призмы и оптические материалы.............. 25
§ 2. Преломление в плоскости главного сечения.............. 27
Предельный угол (27). Угол наименьшего отклонения (28). Угловое увеличение призмы (28).
§ 3. Дисперсия призмы ......................... 30
Вывод формулы дисперсии (30). Дисперсия системы призм (31).
§ 4. Разрешающая способность призмы.................. 31
Теоретическая разрешающая способность (31). Влияние поглощения на разрешающую способность призмы (33). Дефекты изготовления призм и разрешающая способность (34).
§ 5. Потери света на отражение и поляризующее действие призмы .... 35 § 6. Астигматизм и кривизна спектральных линий............ 37
Астигматизм призмы (37). Кривизна спектральных линий (38).
§ 7. Типы призм............................. 40
Жидкостные призмы (40). Призма Резерфорда (41). Щризма прямого зрения Амичи (41). Призма постоянного отклонения Аббе (42). Призма Корню (42). Автоколлимационная призма (призма Литтрова) (42). Системы постоянного отклонения (43). Призма Фери (43). Многопризменные системы (44).
Глава 2. Дифракционная решетка .................... 46
§ 1. Устройство решетки и ее основные свойства.............. 46
Принцип действия (46). Спектры разных порядков (47). Разрешающая способность (47). Дисперсия (47). Переложение порядков (48).
§ 2. Инструментальный контур...................... 4S
Прозрачная дифракционная решетка (48). Отражательная дифракционная решетка (52). Эффективность дифракционной решетки (54).
§ 3. Кривизна спектральных линий.................... 55
§ 4. Вогнутые решетки.......................... 56
Принцип действия (56). Астигматизм решетки (59). Схемы установок вогнутых решеток (ВО).
§ 5. Технология изготовления решеток и их эксплуатация........ 62
Изготовление решеток (62). Чистка и восстановление решеток (64). Реплики (65).
Глава 3. Классификация спектральных приборов и их основные характеристики 66
§ 1. Типы спектральных приборов.................... 66
Спектрограф (66). Монохроматор (67). Спектроскоп (68). Стилоскоп (68). Сти-лометр (68). Спектрометр (68). Спектрофотометр (68). Квантометр и полихро-матор (68).
§ 2. Параметры призменных и дифракционных приборов......... 68
Основные характеристики (68). Геометрические размеры (69). Фокальная поверхность (69). Увеличение спектральных приборов (71). Астигматизм и кривизна спектральных линий (73).
§ 3. Дисперсия ............................. 74
§ 4. Разрешающая сила ......................... 77
Практическая разрешающая сила (77). Разрешающая сила и ширина щели (77). Разрешающая сила и дисперсия (80). Оценка практической разрешающей силы (81).
§ 5. Светосила спектрального прибора.................. 82
Светосила монохроматора (82). Связь светосилы и разрешающей способности моно-хроматора (85). Светосила спектрографа (86). Сравнение светосилы дифракционных и призменных приборов (87).
§ 6. Пропускание спектрального прибора................. 88
Потери на поглощение (88). Потери на отражение и поляризация света (88). Потери на рассеяние (90). Отращенный и рассеянный свет в спектральных приборах (90). Интерференционные явления в приборах (92).
§ 7. Критерии сравнения спектральных приборов............. 93
§ 8. Температурное смещение и дефокусировка спектральных линий ... 94
Глава 4. Спектральные приборы..................... 97
§ 1. Конструктивные элементы призменных и дифракционных спектральных
приборов .............................. 97
Щель (97). Фокусирующая оптика (99). Кассетная часть (101). Рельс и рейтеры (102). Основание и корпус прибора (102). Приспособления для определения длин волн (103). Гартмановская диафрагма (103).
§ 2. Приборы для визуальных наблюдений................ 104
Карманные спектроскопы (104). Стилоскопы и стилометры (105). § 3. Монохроматоры........................... 106
Двойные монохроматоры (106). Призменные монохроматоры с линзовой оптикой (107). Призменные монохроматоры с зеркальной оптикой (108). Монохроматоры с дифракционной решеткой (108). Фокальный монохроматор (112).
§ 4. Спектрографы ............................ 113
Призменные приборы для видимой области (113). Призменные спектрографы для ультрафиолетовой области (115). Дифракционные спектрографы с плоской решеткой (118). Дифракционные спектрографы с вогнутой решеткой (119). Способы разделения порядков (120). Спектрографы со скрещенной дисперсией (122).
§ 5. Приборы с фотоэлектрической регистрацией.............. 123
Одноканальные приборы (123). Многоканальные приборы (124). Спектрофотометры (127).
Глава 5. Освещение и фокусировка спектральных приборов........ 131
§ 1. Освещение спектрального прибора.................. 131
Яркость предмета и его изображения (131). Освещение щели поверхностным источником (132). Освещение щели объемным источником (134). Когерентное и некогерентное освещение щели (137).
§ 2. Конденсоры............................. 138
Однолинзовый конденсор (138). Зеркальный конденсор (139). Получение локальных спектров (139). Равномерная освещенность в спектре (140). Виньетирование (141). Цилиндрические и сфероцилиндрические конденсоры (143). Трехлинзовый конденсор (143). Растровый конденсор (144).
§ 3. Световоды и волоконная оптика................... 146
§ 4. Установка источника и осветительной системы............ 147
Установка источника света (147). Установка осветительных линз (147). Установка слабых и импульсных источников (148). Установка ширины щели (149).
§ 5. Фокусировка спектрального прибора.........,....... 149
Выбор источника и системы освещения (149). Острота фокусировки (150). Критерии оптимальной фокусировки (151). Фокусировка призменных спектрографов (154). Фокусировка дифракционных приборов с плоской решеткой (155). Фокусировка приборов с вогнутой решеткой (155). Фокусировка фотоэлектрических приборов (156).
Глава 6. Приборы высокой разрешающей силы............. 157
§ 1. Типы приборов высокой разрешающей силы и их основные свойства . , , 157
Принцип действия (157). Пластинка Люммера (158). Эшелон Майкельсона (161). Эталон Фабри — Перо (164).
§ 2. Основные характеристики эталона Фабри — Перо •••>>> i .. t 166
Дисперсия (166). Постоянная эталона (166). Аппаратная функция (167). Разрешающая способность (170). Аппаратная функция и разрешающая способность реального эталона (171). Светосила (173).
§ 3. Типы и конструкции эталона и методы работы с ним......., . 176
Устройство эталона (176). Юстировка (177). Влияние температуры на инструментальный контур (178). Скрещивание эталона с дополнительным спектральным прибором (179). Фотоэлектрическая регистрация излучения, пропущенного эталоном (180). Регистрация быстропротекающих процессов (181). Исследование спектров поглощения (183). Сложный эталон (мультиплекс) (183). Автоколлимационная схема (184). Сферический эталон (185).
Глава 7. Спектральные приборы с временным разрешением........ 188
§ 1. Методы и ограничения скоростной спектроскопии.......... 188
§ 2. Классификация спектральных приборов с временным разрешением . . . 189
§ 3. Электронно-оптические преобразователи и усилители света...... 191
§ 4. Спектрометры со сканированием спектра............... 194
Сканирование вращением или колебанием диспергирующего элемента (194). Сканирование движением входной или выходной щели (195). Сканирование спектра вращением или колебанием зеркал (196). Электронно-оптическое сканирование (19В). Электронный затвор для получения спектров многократно повторяющихся процессов (197). Искажения, вносимые приемно-регистрирующей системой при сканировании (197).
§ 5. Установки для получения разрешенных во времени стигматических
спектров .............................. 200
Механические затворы (200). Электрооптические затворы (202). Магнитооптические затворы (203). Электронно-оптические преобразователи в качестве затворов (203). Киноспектрографы (204).
§ 6. Спектрохронографы |........................ 205
Г л а в а 8. Спектральные приборы с селективной модуляцией. Спектрометр Адамара 209
§ 1. Приборы с селективной амплитудной модуляцией.......... 210
СИСАМ (210). Разрешающая способность СИСАМа (212). Геометрический фактор СИСАМа (213). СИСАМ СП-101 (213). Растровый спектрометр Жирара (214).
§ 2. Фурье-спектрометры ......................... 217
Принцип действия (217). Фурье-спектрометр ИТ-69 (219). Фурье-спектрометры FS-720/820 (220). Фотографическая регистрация в фурье-спектроскопии (220). Псевдоинтерферометр (221). Оптическое восстановление спектра по интерферограмме (221). Фотоэлектрическая регистрация спектроголограммы и оптическое фурье-преобразование (223). Спектрометр Адамара (223).
Г л а и а 9. Светофильтры ......................... 225
§ 1. Общие свойства светофильтров.................... 225
§ 2. Абсорбционные фильтры....................... 226
Стеклянные светофильтры (227). Жидкостные светофильтры (233). Газовые абсорбционные светофильтры (236). Полупроводниковые фильтры (238). Желатиновые и другие органические светофильтры (238). Изменение свойств абсорбционных фильтров под действием нагревания и облучения (239). Сетки (239).
$ 3. Отражающие фильтры........................ 240
Металлические пленки (240). Многослойные диэлектрические зеркала (241).
§ 4. Интерференционные фильтры..................... 241
Отражательные интерференционные фильтры (244). Интерференционный фильтр с использованием полного внутреннего отражения (244).
§ 5. Дисперсионные фильтры....................... 245
Фильтр Христианссна (245). Светофильтр Брумберга (246).
§ 6. Интерференционно-поляризационные фильтры............. 246
Фильтр Вуда (247). Температурная зависимость длины волны максимума пропускания (248). Апертура фильтра и требования к точности обработки поверхностей (249). Фильтр Лио (250). Изменение длины волны пропускания (251).
Глава 10. Источники света ....................... 252
§ 1. Основные свойства ......................... 252
§ 2. Источники сплошного спектра.................... 254
Тепловые источники (254). Водородная лампа (256). Дуга (257). Импульсные источники сплошного спектра (258). Лазерная искра (258). Синхротронное излучение и излучение Вавилова—Черепкова (259).
§ 3. Источники линейчатого спектра................... 259
. Основные параметры и соотношения (259). Ширина спектральных линий (262). Дуга (264). Дуга переменного тока (267). Плазматроны (268). Искра (269). Источники низкого давления (271). Тлеющий разряд (271). Высокочастотный разряд (272). Полый катод (273). Атомный; пучок (274). Резонансная лампа (275). Лазеры (275). Пучок-фольга (277).
Глава 11. Измерение длин волн..................... 278
§ 1. Нормали длин волн спектральных линий.............. 278
Первичный эталон длин волн (278). Вторичные нормали (279).
§ 2. Влияние рефракции воздуха на измерение длин |волн........ 281
Связь между длинами волн в воздухе и вакууме (281). Измерения длин волн в условиях, отличных от стандартных (282).
§ 3. Фотографические измерения длин волн................ 283
Спектр сравнения (283). Измерение длин волн по расстояниям на фотоэмульсии (285). Линейная интерполяция (285). Формула Гартмана (288). Интерполяция отрезком параболы (286).
§ 4. Измерительные приборы и техника измерения............ 287
Измерительные приборы (287). Установка и освещение спектрограммы (289). Выбор увеличения (289). Уменьшение влияния зернистости (289). Техника измерений (290).
Глава 12. Энергетические измерения в спектре.............. 292
§ 1. Типы приемников излучения..................... 293
§ 2. Свойства фотографических слоев ...................
Плотность почернения фотослоя (293). Чувствительность фотографических слоев (295). Изменение чувствительности по слою (297). Спектральная чувствительность (297). Зависимость плотности почернения от обработки слоя (299). Влияние характера изображения (300)^ Ореолы (301). Зернистость эмульсии (302).
§ 3. Нанесение марок почернения..................... 303
Построение характеристической кривой (303). Ступенчатый ослабитель (303). Изменение ширины щели (305). Ступенчатый сектор (305). Диафрагмы и другие способы нанесения жарок почернения (305).
§ 4. Измерение почернений........................ 306
Микрофотометры (307). Микрофотометрирование (310).
§ 5. Фотографическая фотометрия .................... 311
Монохромная фотометрия (311). Учет фона (312). Сравнение слабой и сильной линии (313). Получение характеристических кривых при монохромной фотометрии (313). Гетерохромная фотометрия (314). Абсолютные измерения (315). Точность энергетических измерений (316).
§ 6. Фотоэлементы и счетчики фотонов.................. 316
Вакуумный фотоэлемент (316). Спектральные характеристики (316). Чувствительность фотокатода (317). Газонаполненные фотоэлементы и счетчики (318).
§ 7. Фотоумножители и фотодиоды.................... 319
Вторичная электронная эмиссия (319). Устройство фотоумножителей и их характеристики (319). Коэффициент усиления (320). Чувствительность ФЭУ (320). Схемы включения фотоумножителей (324). ФЭУ в режиме счета фотонов (326). Фотодиоды (327).
§ 8. Измерение фототоков ........................ 328
§ 9. Сравнение фотографического и фотоэлектрического методов...... 331
Глава 13. Исследование спектров поглощения ,,,,.......... 333
§ 1. Наблюдение спектров поглощения.................. 333
§ 2. Основные характеристики линейчатых спектров поглощения и особенности их экспериментального определения............... 335
Основные характеристики линий поглощения (335). Погрешности измерений (336). Особенности измерения параметров линии поглощения (338). Требования к разрешающей способности (339). Измерение интегральных характеристик линий поглощения (340).
§ 3. Источники систематических ошибок при измерении линий поглощения 345
Рассеянный свет и его характеристики (345). Поправки на неселективное рассеяние (347). Монохроматическое рассеяние (348). Учет крыльев линии (349).
§ 4. Методы получения поглощающего слоя......, , , , ...... 350
Кюветы (350). Печи (352). Другие способы [получения поглощающего столба паров (357).
Глава 14. Методы исследования аномальной дисперсии......„ . . . 358
§ 1. Метод Пуччианти.......................... 358
§ 2. Метод крюков............................ 360
Описание метода [(360). Рабочие формулы (362). Погрешности метода крюков (364). Интерферометр (365). Настройка интерференционной картины (366). Юстировка головок интерферометра (366). Пластинки, вводимые в интерферометр для образования крюков (368). Метод крюков в условиях поперечного градиента концентрации атомов (369). Увеличение чувствительности метода крюков (370).
§ 3. Другие методы исследования дисперсии .....»»......... 370
Метод наложения интерференционных картин, развернутых по спектру (370). Метод зеркального наложения (371). Трехлучевой интерференционный метод (372).
Глава 15. Лазерная спектроскопия.................... 374
§ 1. Лазеры с перестраиваемой частотой................. 374
§ 2. Аналитические приложения ..................... 376
Эмиссионный анализ (376). Флуоресцентный анализ (376). Абсорбционный анализ (377). Комбинационное рассеяние (378).
§ 3. Применение лазеров в экспериментальной спектроскопии ....... 379
Гетеродинные методы в спектроскопии (379). Лазерная спектроскопия высокого разрешения (379). Нелинейная спектроскопия сверхвысокого разрешения (381). Рассеяние лазерного излучения плазмой (382).
Литература ................................ 383
Предметный указатель ........................... 389
