Люминесцентный анализ - Шлезингер М.А.
Скачать (прямая ссылка):
При этом следует различать приемники двух типов. В приемниках первого типа_ регистрируется весь поток света, падающий на чувствительную поверхность приемника. Примером может служить фотоэлемент, у которого количество выбиваемых из катода электронов, а следовательно, и фотоэлектрический ток, пропорциональны числу падающих на катод квантов света, независимо от того, на какое место катода попадают эти кванты. . ~
В приемниках второго типа регистрируется не весь поток, падающий на поверхность приемника, а освещенность этой поверхности, т. е. мощность, которая приходится на единицу поверхности. Так, например, почернение каждого участка фотопластинки зависит только от того, сколько квантов света попадет на рассматриваемый участок, а не от всего потока, падающего на всю пластинку.
Следующий пример поясняет, к чему приводит такое различие в типах приемников. Предположим, что фотоэлемент и фотопластинки с равными приемными площадями расположены на некотором расстоянии от источника света. Измерим фототок и почернение фотопластинки. Затем поставим линзу, которая собирает каждый из падавших на оба приемника потоков на меньшую часть их поверхности. Фототок в фотоэлементе при этом не изменится, а на фотопластинке мы получим очень большое почернение r одном месте, а остальная часть пластинки останется непочерневшей.
Отсюда правило: в приемниках первого типа для на и лучшего их использования мы должны обеспечить условия, при которых на чувствительную поверхность приемника попадает возможно большая часть полного потока источника; в приемниках второго типа регистрируемый
6*
84
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ
[ГЛ. VI
поток должен попадать на возможно меньшую часть его поверхности.
Применение различного рода оптических приспособлений (линз, зеркал) должно соответствовать типу приемника.
б) Предел чувствительности приемников излучения. Каждый приемник излучения имеет определенный предел чувствительности.
Так, если яркость наблюдаемого предмета ниже некоторого определенного предела (порога зрения), то глаз его не видит.
При фотографировании, если освещенность фотопластинки меньше минимально допустимой, то нельзя скомпенсировать малую освещенность увеличением времени экспозиции, так как в фотографической эмульсии протекают процессы, разрушающие слабое скрытое изображение.
В фотоэлементах и тогда, когда свет на них не падает, имеется некоторый ток (темновой ток). Этот ток не постоянен: его сила колеблется беспорядочно со временем (флуктуации темнового тока). Если ток, создаваемый светом, падающим на фотоэлемент, меньше колебаний темнового тока (темнового "шума"), то измерить его чрезвычайно трудно, поэтому в некоторых случаях очень важно с помощью различных оптических приспособлений так использовать свет от изучаемого источника, чтобы получить на поверхности приемника излучения освещенность или световой поток не ниже предельных.
в) Применение оптических приспособлений. Световой поток от источника света на пути к освещаемому предмету моя?ет испытывать преломления и отражения в деталях оптических приспособлений (линз, зеркал), которые изменяют направление световых лучей. При этом в любой точке освещенность, т. е. световой поток, попадающий на единицу освещаемой поверхности, можно представить как сумму освещенностей, создаваемых отдельными лучами света, начинающимися на поверхности источника и собирающимися в освещаемую точку. Чем больше световой поток в каждом луче и чем больше таких лучей сходится в рассматриваемую точку (другими словами, чем шире угол схождения лучей)/, тем больше в ней освещенность. Отсюда следует, что освещенность Е, создаваемая каким-либо источником света на некоторой поверхности, равна произведению яркости В *) источника на телесный угол со, под которым лучи света сходятся на этой поверхности, независимо от того, освещает ли источник поверхность непосредственно или между источником и поверхностью расположены какие-либо оптические приспособления:
Е (освещенность) = В (яркость) • ю (телесный угол).
Написанное соотношение (формула Манжена) дает возможность оценить эффективность применения какого-либо оптического приспособления без детального рассмотрения его устройства.
Рассмотрим некоторые примеры.
Предположим, что мы регистрируем излучение какого-либо источника с помощью фотопластинки, расположенной на некотором расстоянии от этого источника. Освещенность в отдельных точках пластинки будет равна произведению яркости источника на телесный угол, под которым виден источник из рассматриваемой точки фотопластинки. Телесный угол
*) Яркостью источника света называется поток света, идущий с единицы поверхности источника в единицу телесного угла. Телесный угол измеряется отношением поверхности, вырезаемой им на сфере, описанной из вершины угла, к квадрату радиуса этой сферы.
4]
ПРИЕМНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ
85
равен в данном случае площади источника, деленной на квадрат расстояния его от пластинки.
Если поставить линзу, дающую изображение источника на пластинке, то яркость источника останется, разумеется, прежней, но второй множитель, телесный угол, теперь будет равен площади линзы, деленной на квадрат расстояния ее до пластинки.
