спектрофотометрия

СПЕКТРОФОТОМЕТРИЯ - совокупность методов фотометрирования потоков оптич. излучения от источников излучения или после его взаимодействия с образцами в зависимости от длины волны; объединяет разделы спектрометрии, фотометрии и метрологии. С. источников излучения наз. спектрорадиометрией; она занимается измерениями энергетич. характеристик излучения и излучателей (потока силы света, светимости, яркости, освещённости и т. п.). В узком смысле под С. понимают теорию и методологию измерений фотометрич. характеристик образца, безразмерных коэф., определяемых отношением потоков: X = Ф/Ф₀ (где Ф₀ - поток, падающий на образец, Ф - поток, наблюдаемый после взаимодействия с образцом); в зависимости от направлений освещения и наблюдения величина X - коэф. пропускания, отражения или рассеяния. Специфич. случай С.- метод нарушенного полного внутреннего отражения.

Значения коэф. X зависят не только от свойств измеряемого образца - оптич. постоянных (преломления показателя п и главного показателя поглощения), однородности, формы и состояния поверхности, но и от длины волны и условий измерения [направлений освещения и наблюдения f, положения освещаемого участка на образце (х), поляризации, темп-ры]. Поэтому один и тот же образец может иметь разные значения X в разных условиях измерений.

В прецизионной С. твёрдых материалов и покрытий для правильной интерпретации результатов измерений в некогерентном излучении вводится представление о многомерной аппаратной функции измерений (АФИ) . Ширина АФИ по координатам, х соответствует спектральному, угловому и пространственному интервалам, выделяемым в данной схеме измерений. Каждое измеренное значение X и его погрешность рассматриваются как результат операции свёртки многомерных ф-ций в данных конкретных условиях, описываемых комбинацией параметров (при известных поляризации и темп-ре) с соответствующими допусками по каждому из параметров. Функциональные зависимости X от параметровх измеряются так: один из параметров сканируется, а два других фиксированы. Так получаются ф-ции распределения - спектры , индикатрисы, топограммы Х(х). Эти распределения тем ближе к истинному, чем меньше ширины АФИ, использованные при измерениях; уменьшение же ширины АФИ лимитируется энергетически, т. к. потоки излучения Ф и Ф₀ пропорц. геометрическому фактору Это приводит к альтернативному соотношению между случайными погрешностями из-за шумов и систематич. погрешностями из-за конечности ширин АФИ.

Теоретически для идеально однородного материала с топограммой Х(х) = const и при хорошо известных зависимостях его оптич. характеристик от длины волны и можно рассчитать и по Френеля формулам для поглощающих сред, но их применение ограничено несовершенством формы и структуры реальных образцов. Эксперим. топограммы хорошо отполированных пластинок (зеркал) свидетельствуют об остаточных неоднородностях ~ 10^-3-10^-2, причём их распределения заметно зависят от времени. Этот предел «идеальности» поверхности эталонов и стандартных образцов из оптич. материалов в конечном счёте ограничивает и точность спектрофотометрич. исследований твёрдых тел в целом.

В С. жидкостей модельное описание првцесса измерений значительно упрощается, т. к. обычно применяются унифициров. схемы измерений: во всех серийных спектрофотометрах почти параллельный пучок падает по нормали на типовую кювету с исследуемой жидкостью.

Вещества в газовой фазе в С. не исследуются.

Осн. прибор, используемый в С.,- спектрофотометр (см. Спектральные приборы). Об измерениях в когерентном лазерном излучении см. в ст. Фотометрия импульсная.

Лит. см. при ст. Спектрометрия, Спектральные приборы. В. А. Никитич.

   <<      Предметный указатель      >>