Войти
Схема решетчатого спектрометра 
Внутренняя структура решетчатого спектрометра: свет исходит с левой стороны и дифрагирует на верхней средней отражающей решетке. Затем длина волны света выбирается с помощью щели в верхнем правом углу. Оптический спектрометр (спектрофотометр, спектрограф или спектроскоп ) - это инструмент, используемый для измерения свойств света в определенной части электромагнитного спектра, обычно используемый в спектроскопическом анализе для идентификации материалов. Измеряемая переменная чаще всего представляет собой интенсивность света, но также может, например, быть состоянием поляризации. Независимой переменной обычно является длина волны света или единица измерения, прямо пропорциональная энергии фотона, например, обратные сантиметры или электрон-вольт, который имеет обратную зависимость от длины волны.
A спектрометр используется в спектроскопии для получения спектральных линий и измерения их длин волн и интенсивности. Спектрометры также могут работать в широком диапазоне неоптических длин волн, от гамма-лучей и рентгеновских лучей до дальней инфракрасной области. Если прибор предназначен для измерения спектра, а не, то его обычно называют спектрофотометром. Большинство спектрофотометров используются в спектральных областях около видимого спектра.
В общем, любой конкретный прибор будет работать в небольшой части этого общего диапазона из-за различных методов, используемых для измерения разных частей спектра. Ниже оптических частот (то есть на микроволновых и радиочастотах ) анализатор спектра является тесно связанным электронным устройством.
Спектрометры используются во многих областях. Например, они используются в астрономии для анализа излучения астрономических объектов и определения химического состава. Спектрометр использует призму или решетку для распределения света от удаленного объекта в спектр. Это позволяет астрономам обнаруживать многие химические элементы по их характерным спектральным отпечаткам. Если объект светится сам по себе, он покажет спектральные линии, вызванные самим светящимся газом. Эти линии названы в честь элементов, которые их вызывают, таких как альфа-, бета- и гамма-линии водорода. Химические соединения также можно идентифицировать по абсорбции. Обычно это темные полосы в определенных местах спектра, вызванные поглощением энергии при прохождении света от других объектов через газовое облако. Большая часть наших знаний о химическом составе Вселенной основана на спектрах.
 | |
| Другие названия | Спектрограф |
|---|---|
| Связанные позиции | Масс-спектрограф |
Сравнение различных дифракционных спектрометров: отражательная оптика, рефракционная оптика, оптоволокно / интегрированная оптика Спектроскопы часто используются в астрономии и некоторых областях химии. Ранние спектроскопы представляли собой просто призмы с градуировкой, обозначающей длину волны света. Современные спектроскопы обычно используют дифракционную решетку, подвижную щель и какой-то фотодетектор, все они автоматизированы и управляются компьютером .
Joseph Фон Фраунгофер разработал первый современный спектроскоп, объединив призму, дифракционную щель и телескоп таким образом, что увеличило спектральное разрешение и было воспроизведено в других лабораториях. Фраунгофер также изобрел первый дифракционный спектроскоп. Густав Роберт Кирхгоф и Роберт Бунзен открыли применение спектроскопов в химическом анализе и применили этот подход для открытия цезия и рубидий. Анализ Кирхгофа и Бунзена также позволил дать химическое объяснение звездных спектров, включая линии фраунгофера.
Когда материал нагревается до накала, он излучает свет что характерно для атомного состава материала. Определенные световые частоты приводят к появлению четко определенных полос на шкале, которые можно рассматривать как отпечатки пальцев. Например, элемент натрий имеет очень характерную двойную желтую полосу, известную как D-линии натрия на 588,9950 и 589,5924 нанометрах, цвет которых будет знаком любому, кто видел низкое давление лампа на парах натрия.
В первоначальной конструкции спектроскопа в начале 19 века свет попадал в щель, и коллимирующая линза преобразовывала его в тонкий пучок параллельных лучей. Затем свет проходил через призму (в портативных спектроскопах, обычно призму Амичи ), которая преломляла луч в спектр, потому что разные длины волн преломлялись по-разному из-за дисперсия. Затем это изображение просматривали через трубку со шкалой, которая была перенесена на спектральное изображение, что позволяло проводить его прямое измерение.
С развитием фотопленки был создан более точный спектрограф. Он был основан на том же принципе, что и спектроскоп, но имел камеру вместо смотровой трубы. В последние годы электронные схемы, построенные вокруг трубки фотоумножителя, заменили камеру, что позволяет спектрографический анализ в реальном времени с гораздо большей точностью. Массивы фотодатчиков также используются вместо пленки в спектрографических системах. Такой спектральный анализ, или спектроскопия, стал важным научным инструментом для анализа состава неизвестного материала, изучения астрономических явлений и проверки астрономических теорий.
В современных спектрографах в УФ, видимом и ближнем ИК диапазонах спектр обычно дается в виде числа фотонов на единицу длины волны (нм или мкм), волнового числа (мкм, см), частоты (ТГц) или энергия (эВ), единицы измерения указаны по оси абсцисс . В среднем и дальнем ИК-диапазоне спектры обычно выражаются в ваттах на единицу длины волны (мкм) или волнового числа (см). Во многих случаях спектр отображается с оставленными подразумеваемыми единицами (такими как «цифровые подсчеты» на спектральный канал).
Сравнение четырех типов абсцисс, обычно используемых для видимых спектрометров. 
Сравнение четырех типов абсцисс, обычно используемых для инфракрасных спектрометров. 
Очень простой спектроскоп на основе призмы 
KMOS спектрограф. 
Горизонтальный солнечный спектрограф в Чешском астрономическом институте в Ондржеёве, Чешская Республика Спектрограф - это прибор, который разделяет свет по длинам волн и записывает эти данные. Спектрограф обычно имеет многоканальную детекторную систему или камеру, которая обнаруживает и записывает спектр света.
Этот термин впервые был использован в 1876 году доктором. Генри Дрейпер, когда он изобрел самую раннюю версию этого устройства, и который он использовал, чтобы сделать несколько снимков спектра Вега. Эта самая ранняя версия спектрографа была громоздкой в использовании и сложной в управлении.
Есть несколько видов машин, называемых спектрографами, в зависимости от точной природы волн. В первых спектрографах в качестве детектора использовалась фотобумага . Пигмент растений фитохром был обнаружен с помощью спектрографа, в котором в качестве детектора использовались живые растения. В более поздних спектрографах используются электронные детекторы, такие как ПЗС, которые могут использоваться как для видимого, так и для УФ света. Точный выбор детектора зависит от длины волны регистрируемого света.
спектрограф иногда называют полихроматором по аналогии с монохроматором.
звездой спектральной классификацией и открытие главной последовательности, закона Хаббла и последовательности Хаббла было сделано с помощью спектрографов, которые использовали фотобумагу. Предстоящий космический телескоп Джеймса Уэбба будет содержать спектрограф в ближнем инфракрасном диапазоне (NIRSpec ) и спектрограф в среднем инфракрасном диапазоне (MIRI ).
В спектрографе Echelle используются две дифракционные решетки, повернутые на 90 градусов относительно друг друга и размещенные близко друг к другу. Следовательно, используется точка входа, а не щель, и 2d CCD-чип записывает спектр. Обычно можно догадаться получить спектр по диагонали, но когда обе решетки имеют большой интервал и одна светится , так что виден только первый порядок, а другой светится, что много более высоких порядков Как видно, получается очень тонкий спектр, красиво уложенный на небольшую общую CCD-микросхему. Небольшой чип также означает, что коллимирующую оптику не нужно оптимизировать для комы или астигматизма, но сферическая аберрация может быть установлена на ноль.
 | Поищите оптический спектрометр в Викисловаре, бесплатном словаре. |
 | Викискладе есть материалы, относящиеся к спектрографам. |
