Эта программа также доступна в rtf формате.
См. также вопросы к экзамену по этому курсу.
Описываются основные методы молекулярной спектроскопии - спектроскопия поглощения, испускания, отражения, рассеяния. Изложены принципы построения приборов для получения спектров, методы измерения величин, играющих роль абсциссы и ординаты в экспериментальной спектроскопии, процедуры вычисления молекулярных параметров по макроскопическим измеряемым величинам. Приводятся примеры типичных приборов, отражающих тенденции развития оптической спектроскопии.
Основная задача экспериментальной спектроскопии. Представление спектра. Абсцисса и ордината. Единицы измерений. Интервалы оптического диапазона шкалы электромагнитных волн. Основные методы молекулярной спектроскопии - спектроскопия испускания, пропускания, отражения, рассеяния. Измеряемые величины. Понятие о спектрах сплошных и линейчатых.
Классификация по методу выделения спектральных интервалов - селективная фильтрация и селективная модуляция. Принципиальная схема классического прибора. Сканирование спектра. Блок-схема одноканального прибора. Модуляция. Многоканальные системы. Оптическая и электрическая части спектрального прибора.
Разрешающая способность. Зависимость ширины линии от ширины щели. Дифракционный предел разрешения. Влияние шумов приемника. Критерий Релея. Нормальная ширина щели. Типичные аберрации, их влияние на разрешение. Аппаратная функция спектрального прибора, ее вид для области широких и узких щелей. Спектральная функция.
Светосила спектрального прибора. Случай спектрографа и монохроматора, сплошного и линейчатого спектров. Связь между светосилой и разрешением. Оптимальная схема освещения входного отверстия.
Призма, дифракционная решетка. Клиновые интерференционные фильтры. Уравнение решетки, угловая дисперсия, разрешающая способность. Разделение порядков. Требования к разделяющим фильтрам. Эшелетт. Угол блеска. Эффективность амплитудных и фазовых решеток, зависимость от состояния поляризации падающего излучения. Эшелле. Голографические решетки. Их достоинства и область применимости. Вогнутые решетки. Астигматизм, методы компенсации.
Фотопластинка. Приемники тепловые и фотонные. Основные характеристики приемников - пороговая чувствительность, постоянная времени, спектральная чувствительность. Шумы приемников. Принцип действия и параметры тепловых приемников - термоэлемента, болометра, пироэлектрического приемника. Оптико-акустический приемник. Основные типы фотонных приемников. ФЭУ, квантовая эффективность, режим счета фотонов. Собственные и примесные фоторезисторы. Зависимость параметров от температуры. Методы охлаждения приемников и уменьшения радиационного шума. Многоканальные приемники ПЗС, ОМА, типовые параметры.
Виды источников в спектроскопии. Источники сплошного зондирующего излучения для спектроскопии пропускания и отражения. Источники монохроматического излучения для возбуждения Раман-спектров и люминесценции. Устройства для неоптического возбуждения атомов и молекул в спектроскопии испускания. Источники - эталоны частоты и интенсивности. Абсолютно черное тело. Синхротронное излучение, его свойства. Ондуляторное излучение. Накопительные кольца.
Характеристика оптических материалов для УФ, видимой и ИК области.
Интерферометр Майкельсона. Связь интерферограммы и спектра. Выигрыш Жакино и Фелджета. Аппаратная функция фурье-спектрометра. Аподизация.
Основные схемы приборов с дифракционной решеткой. Спектрофотометр по компенсационной схеме. Двухлучевые приборы. Оптический и электрический нуль. Особенности многоканальных приборов. Компьютеризация спектральных приборов. Основные схемы Фурье-спектрометров.