Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
В оптике С. принято называть спектральные приборы для измерений опткч. спектров с помощью фотоэлектрнч. приёмников излучения. Если при этом в оптич. части применена схема спектрографа, то прибор в целом иногда называют спектрограф-спектрометр*
В. А. Никитин.
СПЕКТРОМЕТР ПО ВРЕМЕНИ ПРОЛЕТА — прибор для измерения скорости V (энергии &) частиц по временк пролёта ими заданного расстояния. Измеряется временной интервал между импульсами от двух детекторов частиц (ецнитилляциоиных, искровых или черепковских), ограничивающих т. н. пролётную базу. Для частицы с известным импульсом P = mv Vi — VtZc2 (т — масса частицы), к-рый может быть измерен, иапр., маги, спектрометром, измерение v позволяет определить т, т. е. идентифицировать частицу. Если масса частицы известна (иапр., протон отдачи), С. по в. п. позволяет измерить её импульс. Разрешающая способность по массе Kmfn при заданном разрешении по скорости резио ухудшается с ростом энергии
Дт/т=у8(Др/Р), $~v/c, y=S/m — (i—|32) 1^.
При временном разрешении ~IO-10C н пролётной базе 10*—IO8M можно измерять скорость частиц с точностью А Р/Р = IO-3—10 Хотя газовые черепковские счётчики дают большую точность (Др/? = 10_в), С. по в. п. применять удобнее, если скорости частиц лежат в широком диапазоне. Это важно прн поисках новых частиц. С. по в. п. сыграли важную роль в экспериментах по обнаружению ядер аитигелия He и антитрития T (см. Антивещество).
С. но в. п. в сочетании с ускорителями и импульсными реакторами может быть использован для измерения ие только заряженных, ио и нейтральных частиц (нейтронов, К-мезонов и др.). В этом случае начало отсчёта времени задаётся импульсным источиином частиц (см. Нейтронная спектроскопия).
Лит.: Методы измерения основных величин ядерной фиаики, сост.-ред. Люк К. Л. Юан и By Цзянь-Сюн, пер. с англ., М., 1964; Быстродействующая электроника для регистрации ядерных частиц, М., 1970. Л. Г. Ландсберг.
СПЕКТРОМЕТРИЯ оптическая (от спектр и греч. raetreo — измеряю) — совокупность методов к теория измерений спектров эл.-магн. излучения и изучение спектральных свойств веществ и тел в оптич. диапазоне длин волн (~1 нм — 1 мм). Измерения в С. осуществляются с помощью спектральных приборов. Ocк. задачи С.: теория спентральных приборов, мо-
дельное рассмотрение условий измерений в типовых вариантах, разработка нритериев сравнения приборов, способов оптимизации условий и режимов измереннй с целью получения наиб, точных результатов за найм, время.
Теоретические основы спектрометрии. Оптич. сигнал u(t) во времени t может быть представлен преобразованием Фурье в виде линейной комбинации гармонич. сигналов с частотами v:
OO
u(t)= J S(v)exp(i2:ivi)t?v#
— OO
где
OO
5(ч) = J u(*)exp(—i2nvt)dt.
— OO
При таком рассмотреиин измерение спентра сводится и нахождению амплитуд и фаз номпленсной ф-цни 5(v), описывающей спеитр сигнала u(f). Реальные возможности измерений связаны с рядом ограничений и альтернатив. Во-первых, приёмники излучения реагируют не иа иктеисивность излучения, а иа поток, пропорциональный произведению 5(v)-5*(v)= |5(v)i2. Во-вторых, в обычной (не лазерной) С. излучение чаще всего иекогерентно, т. и. испуснается большим числом элементарных излучателей со случайными амплитудами и фазами (об особенностях С. когерентного излучения см. в ст. Лазер, Лазерная спектроскопия). Поэтому и(() — случайная ф-ция н, следовательно, S(v) — случайная величина. Для детерминиров. описания случайного процесса излучения рассматривают епектр его мощности:
Г
ф(м) = ]im-----1 C ц(*)ехр(—.
м 2Т I _у 1
Именно такой спектр измеряют с помощью реальных приёмников. Обратным преобразованием Фурье от Ф(г) является автокорреляц. ф-ция сигнала u(t):
т
/(т)= Iim -1— Г u(t+T)u*(t)dt.
T->00
Ф-цни Ф(у) к /(т) связаны между собой преобразованиями Фурье:
OO
Ф(^)= j* /(т)ехр(—і2ямх)Л,
—OO
OO
/(т)= J Ф(ч)ехр(і2ячт)гім.
— 00
Т. о., исходный процесс u(t) может быть описан любой из ф-ций O(V) и /(т), несущих в разной форме одно и то же иол-во информации. В связи с этим возможны два тнпа измерит, снетем в С.
В приборах, измеряющих непосредственно спеитр Ф^), излучение направляется на устройство, обладающее свойством спектральной селективности [выделяет узкий интервал (v, v + 6v)l, и приёмник регистрирует мощность выделенной спектральной составляющей излучения. Полный спектр Ф(у) получается или последоват. перестройкой частоты — сканированием (одно-каиальиые системы), илн одновременным независимым приёмом излучения от мн. интервалов Sv (многоканальные системы).
СПЕКТРОМЕТРИЯ
СПЕКТРОМЕТРИЯ
Во втором варианте С. в процесс распространения излучения вводится переменная временная задержка т и намеряется авто корреляц. ф-цня /(т). Наиб, эффективно это реализуется в двухлучевом интерферометре Майкельсона сканированием по разности хода Д = сх. Изменения сигнала приёмника прк таком сканировании дают иитерферограмму /(Л), фурье-обраэ к-рой представляет собой спектр Ф(о), где о — волновое число (о — IfX = v/с, X — длина волны). (Подробнее см. в ст. Фурье-спектрометр. Ниже рассматриваются методы измерения C>(v).l
