Интенсивность фона в спектре и его природа

На линейчатый спектр обычно накладывается сплошное из­лучение, образующее как бы фон в спектре. В ряде случаев фон маскирует линии и мешает анализу. Можно указать на несколько причин появления фона в спектре.

Излучение м о ле к у л. Если в излучающем газе, как это обычно бывает, наряду с атомами присутствуют молекулы, то на линейчатый спектр будет накладываться полосатый моле­кулярный спектр. Каждая молекула излучает характерные для нее полосы, расположенные в различных областях спектра. По­лосы 'могут быть широкими и охватывать большие участки спек­тра. Иногда (молекулярные полосы бывают настолько интенсив­ны, что затрудняют наблюдение линейчатого спектра. Напри­мер, если применяются угольные электроды, а разряд горит в воздухе, то в спектре дуги и искры в области 4500—3600 А появ­ляются очень интенсивные полосы молекулы циана (CN). Эти молекулы образуются в результате взаимодействия парообраз­ного углерода с азотом воздуха. Поэтому в тех случаях, когда по­лосы циана мешают анализу, разряд возбуждают в атмосфере, не содержащей азота, например, в гелии или аргоне (или, если это возможно, используют электроды из другого материала).

Рекомбинация ионов. Если в газе образуются ионы, то в нем происходит и обратный процесс — соединение ионов с оказавшимися поблизости свободными электронами (свободны­ми называются электроны, не связанные с атомом). В результате этого вновь образуются нейтральные атомы. Это явление назы­вается рекомбинацией ионов. Свободные электроны совершают в газе поступательное движение и, следовательно, обладают кине­тической энергией. Кинетическая энергия свободного электрона при рекомбинации переходит в энергию излучения. Свободные электроны могут обладать лю бым количеством кинетической энергии. Поэтому при рекомбинации ионов будут излучаться кванты света с самыми различными энергиями, т. е. излучение, связанное с рекомбинацией, может иметь любую длину вол­ны. Поскольку рекомбинирует не один, а одновременно очень много ионов, то в спектре присутствуют излучения всевозможных длин волн. Поэтому спектр рекомбинации будет сплошным и, следовательно, создаст фон во всех областях спектра. Он осо­бенно заметен в спектре излучения искры, где концентрация ионов больше, чем в дуге.

Излучение накаленных концов электро­дов. Концы электродов электрических источников света (особен­но дуги) могут накаляться и, как всякое накаленное тело, излу­чать свет. Так как спектр излучения накаленных твердых тел яв­ляется сплошным, свет от концов электродов, попадая в спек­тральный аппарат, приводит к появлению фона в спектре.

Известно, что интенсивность света, испускаемого раскален­ным телом, неодинакова в различных областях спектра. Область наибольшей интенсивности в сплошном спектре зависит от темпе­ратуры накаленного тела. При той температуре, которую дости­гают электроды дуги или искры, излучение наиболее интенсивно в видимой области спектра.

Лекции 7,8

Дифракционные спектральные приборы