Способ определения интенсивности монохро-матического линейчатого излучения

 

г

ОП ЙСАЙИЕ

Союз Советски к

Социвпиетичесиик республик

<: 692333

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, с вид-ву (22)Заявлено 07.12.77 (21) 2551511/18-25 (51)М. Кл.

G 0) J 3/30

I с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет—

9оудерстеокиЫ коиитет ссбр ио делен изобретений . и открытий (53) УДК 621. 387. .424(088.8) Опубликовано 15,06,81. Бюллетень Рй 22

Дата опубликования описания 15,06.81

Б.В. Урысон, В. К. Вертушкин, Л.Н. Самойлов и В. И. Саприцкий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ с1ОНОХРОМАТИЧЕСКОГО

ЛИНЕИЧАТОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике в области определения интенсивности оптического излучения и может быть использовано при фотометрических измерениях.

Известны способы определения интенсивности монохроматического излучения.

Наиболее близким к. предлагаемому является способ, основанный на эффекте потери энергии при неупругом вза10 имодействии заряженных частиц с атомами, например, газа (! 1.

Согласно этому сйосооу методом

"задерживающего потенциала" опреде!

5 ляют суммарное число частиц, возбудивших излучательиые уровни атомов, и с помощью фотоприемника — реакции его на излучение каждой в отдельности спектральной линии, возбужденной в газе. Измерения проводят при различ. ных энергиях заряженных частиц и при различных значениях "задерживающего потенциала". По полученным даннйм рассчитывают интенсивность излучения каждой спектральной линии и всего источника в целом.

Однако интенсивность излучения спектральной линии зависит от энергии возбуждающей частицы и при определенных значениях энергии резко уменьшается. В этом случае число частиц, энергия которых не превосходит уровня "задерживающего потенциала", соизмеримо с величиной полного тока и, следовательно, разность между ними мала. Это приводит к увеличению погрешности определения . указанной разности и, в свою очередь, к увеличению погрешности определения интенсивности источника, Цель изобретения — повышение точности определения интенсивности монохроматического линейчатого излучения, Для этого поток моноэнергетических заряженных частиц фокусируют в пространстве внутри вакуумированного объема, поток атомов направляют в точку

3 692333 ф

15

25

35

Если эти условия выполнены, то за время пролета сквозь атомный пучок частица возбуждает лишь один атом, при этом ее энергия уменьшается на величинуЬЕ, равную энергии возбуждения 1-ro уровня атома, Та50 ким образом, в результате взаимодействия потоков внутри оболочки имеются частицы с начальной энергией Ео (упруго рассеянные), а также частиць., энергия которых отличается от начальной на величину ЬЕ, .

Если возбуждаются только излучательные уровни, между которыми отсутству-, ют каскадные переходы, то число часфокуса потока заряженных частиц, затем регистрируют частицы, потерявшие энергию на возбуждение каждой спектральной линии излучения, и по — числу зарегистрированных частиц судят

5 об интенсивности излучения. Заряженным частицам, возбуждающим излучение, сообщают энергию, не превосходящую потенциала ионизации атомов.

На чертеже представлено устройство для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит вакуумированную оболочку 1, в которой размещены источник 2 заряженных частиц, селек гор 3 частиц, источник 4 атомного пучка, диспергирувщий элемент (например, спектрометр ) 5 и коллектор 6. Источник атомного пучка ориентирован таким образом, что точка A Пересечения направлений потоков находится внутри оболочки. Диспергирующий элемент 5 расположен между точкой А и коллектором 6. Для выпуска излучения в оболочке выполнено окно 7.

Способ осуществляют следующим образом.

Излучение возбуждают моноэнергетическим потоком заряженных частиц. с энергией, превосходящей потенциал возбуждения низшего излучательного уровня атомов. Поток заряженных частиц взаимодействует с потоком атомов газа, паров металла и т.п. Поток атомов формируют с помощью, например, вакуумной печи, снабженной рядом диафрагм, служащих для коллимации пучка. Плотность потока ограничивается ="сЖйдуюп(йми условиями. атомь1 должны двигаться без соударений и в объеме пересечения потоков должно происходить лишь одно столкновение атома и частицы. тиц с энергией (Š— АЕ )равно числу квантов излучения с длиной волны

ch(Eo - АЕ. ), где с — скорость света, h - постоянная Планка. Выделяя с помощью спектрометра 5 частицы, потерявшие энергию на возбуждение определенного излучательного уровня .и измеряя сигнал с коллектора 6, можно определить интенсивность излучения данной спектральной линии по формуле н„

Т- 1ь .Ш. где Й, с - искомая интенсивность, Й, с — величина сигнала с коллектора 6; Т вЂ” коэффициент пропускания спектрометра 5, f3 эффективность реЭ гистрации частиц коллектором; И) = †телесный угол, ограничиваемый входйым отверстием спектрометра 5 площади S расположенным на расстоянии К от точки А ; g, — величина, численно равная отношению площадей, ограниченных кривой зависимости сечения от угла рассеяния (6) при 3 = 00 и 3 =Я.

В случае возбуждения каскадных переходов соответствие между числом частиц и числом квантов излучения устанавливают расчетным путем с использованием уравнения баланса заселенности каждого уровня и по вероятности спонтанного перехода на соответствующий уровень. Наличие у атома метастабильного уровня и энергию его возбуждения определяют по диаграмме энергетических состояний атома. По этим данным нахбдят энергию частиц, возбудивших метастабильный уровень, и указанные частицы иэ рассмотрения исключают.

Непосредственное измерение числа частиц, потерявших энергию на возбуждение спектральной линии, уменьшает погрешность определения интенсивности излучения и делает ее не зависящей от величины интенсивности.

Точечный характер излучающего объема позволяет с высокой точностью опреГ делять интенсивность излучения в энергетических единицах, например в числе квант с", ср .

Формула изобретения

1. Способ определения интенсивности монохрбматического линейчатого излучения,-основанный на эффекте потери энергии при неупругом взаимо5 69233 действии заряженных частиц с атомами, отличающийся.тем, что, с целью повышения точности опреде- ления интенсивности монохроматического линейчатого излучения, поток М0НОэнергетических заряженных частиц фокусируют внутри вакуумированного объема, поток атомов направляют в точку фокуса потока заряженных частиц, затем регистрируют частицы, потерявшие 1р энергию на возбуждение каждой спектральной линии излучения, и по числу

6 зарегистрированных частиц судят об интенсивности излучения, 2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что заряженным частицам сообщают энергию, не превосходящую потенциала ионизации атомов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 533836, кл. G Ol J 3/30, 1974 (rtpo- тотип).

Редактор Т.Колодцева Техред А.Вабине Корректор Л. Иван

8 Тираж 907 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, )(-35 Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4