تکفامساز (منوکروماتور) در طیف سنجی اتمی

تکفامساز (منوکروماتور) در طیف سنجی اتمی  

در روش طیف سنجی جذب اتمی (AAS) کار اصلی تکفامساز تفکیک خط طیفی اندازه گیری شده (تابش رزونانسی) از سایر خطوط طیفی ساطع شده از ماده کاتد و خطوط طیفی گاز پُرکننده است. روش AAS، روشی بسیار گزیننده است، زیرا در آن از منبع تابش ویژه آنالیت استفاده شده و مزاحمت های طیفی ناشی از همپوشانی خطوط طیفی سایر عناصر، در این روش وجود ندارد. با تقویت گزیننده علامت حاصل از جذب آنالیت، نشر مولکولی تعدیل نشده و سایر جذب های پیوستار زمینه (از شعله یا کوره گرافیتی)، حذف می شوند. تکفامساز شامل دو شکاف (یکی شکاف ورودی و دیگری شکاف خروجی) و یک جزء پاشنده (یک منشور یا یک شبکه پراش) است. کیفیت دستگاه در روش های طیف سنجی، عمدتاً به قدرت تفکیک تکفامساز یا پهنای نوار طیفی آن بستگی دارد. قدرت تفکیک (R ) یک تکفامساز توانایی آن برای تشخیص نوارهای جذبی همسایه یا دو خط طیفی بسیار نزدیک یکدیگر است. قدرت تفکیک به اندازه و مشخصه منشور یا شبکه پراش، سیستم نوری طیف سنج و عرض شکاف تکفامساز بستگی دارد. قدرت تفکیک هر وسیله پاشنده (منشور یا شبکه پراش)، از معادلۀ زیر، تعیین می شود.

R= λ/dλ = w.dθ/dλ

که در آن، wعرض مؤثر شکاف و dθ/dλ پاشش زاویه ای نور است. پهنای نوار طیفی، گستره تابشی است که از طریق شکاف خروجی می گذرد. در AAS قدرت تفکیک تکفامساز خیلی مهم نیست، ولی، در روش طیف سنجی نشر اتمی پلاسمایی (PAES)، قدرت تفکیک تکفامساز بسیار مهم است. زیرا، خطوط طیف نشری بسیار به یکدیگر نزدیک اند و باید جدا شوند .منشور یا شبکه پراش برای تفکیک تابش به طول موجهای منفرد استفاده می شوند. پاشش نوری منشور (dn/dλ) به ضریب شکست ماده سازنده منشور و طول موج خط طیفی مورد بررسی بستگی دارد. پاشش نوری منشور در ناحیه فرابنفش زیاد است، ولی با افزایش طول موج به سرعت کاهش می یابد. بنابراین، پاشش خطی متقابل با افزایش طول موج افزایش می یابد. قدرت تفکیک (R) یک منشور مطابق معادله زیر، با اندازه و پاشش نوری آن افزایش می یابد.

R= t(dn/dλ)

که در آن، t طول اصلی منشور است. بنابراین، در AAS و PAES که اکثر خطوط طیفی در ناحیه فرابنفش قرار دارند، منشورها کاملاً مفیداند. ولی، در این دستگاهها شیشه برای ساختن منشور استفاده نمی شود، زیرا، شیشه تابش فرابنفش را عبور نمی دهد.

پاشش خطی متقابل برای شبکه پراش در تمام نواحی طول موج تقریباً ثابت است و به تعداد شیارهای در واحد طول، مرتبه طیفی و فاصلۀ کانونی آن از موازی ساز بستگی دارد. قدرت تفکیک شبکه پراش مطابق معادله زیر، تابع مرتبه طیفی (m) و تعداد شیارهای کل (N) آن است.

R= mN

اندازه گیری های AAS تقریباً همیشه در مرتبه اول اتفاق می افتد و یک شبکه پراش خوب ۲۰۰۰ الی ۳۰۰۰ شیار بر هر میلیمتر دارد. لذا، با به کاربردن طول های کانونی معمول، پاشش خطی متقابل ۱ nm/mm یا کمتر به دست می آید. این مقدار، با پاششهای خطی متقابل به دست آمده برای تکفامساز منشوری رایج، فقط در ناحیه فرابنفش قابل مقایسه است. درحالیکه در ناحیه های فرابنفش نزدیک و مرئی تکفامسازهای دارای شبکه پراش برتری دارند. بنابراین، شبکه های پراش با شیارهای منظم (اغلب از جنس آلومینیم) در دستگاه های جذب اتمی و طیف سنج های نشراتمی پلاسمایی استفاده می شود. تابش باطول موج های مختلف، از سطح شبکه پراش، مطابق معادله زیر، منعکس می شوند.

d(sini–sinr) = mλ

که d فاصلۀ بین شیارها، i زاویه برخورد به شبکه و r زاویه انعکاس است (شکل زیر). لذا، هر خط طیفی در چندین انعکاس حضور خواهد داشت. طول موجی که برای آن زاویه انعکاس از وجه شیار و زاویه پراش از شبکه یکسان باشد، طول موج درخشان (λβ) است. مقدار این طول موج معمولاً به عنوان طول موج مرتبه اول تعیین می شود. برای مثال، خط طیفی درطول موج ۷۰۰ nm به عنوان خط طیفی مرتبه دو در طول موج ۳۵۰ nm و به عنوان خط طیفی مرتبه سه در طول موج ۲۳۳٫۳ nm ظاهر می شود. با حرکت به مرتبه های طیفی زوج بالاتر، انعکاس طول موج های مختلف، شروع به همپوشانی با یکدیگر می کنند.

 

انعکاس باریکه ای از تابش در یک شبکه پراش

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *