При искажениях щелевой аппаратной функции различными уширяющими факторами произойдет изменение размеров изображения выходной щели и независимость Eлин от величины s исчезает:
(10)
Поток излучения будет направлен в искаженное изображение, что приведет к некоторой коррекции параметров светосилы. Если высота щели много больше ширины, то искажениями высоты пренебрежем, а выходную щель пересчитаем через входную.
(11)
При входной щели s10 можно вычислить ее изображение:
(12)
Если размер входной щели такой, что размер ее изображения равен размеру искажений s/10 = ds/ , то такая входная щель называется оптимальной или обобщенной нормальной. Заменив в (10) выходные размеры на входные получим выражение для освещенности и размера выходной щели:
(13)
В случае непрерывного спектра выходной поток излучения определяется средней спектральной яркостью источника BA:
(14)
Т.к. спектральная ширина изображения Dl=Dldl/dl много больше ширины входной щели s/ при расчетах освещенности нужно брать размер изображения входной щели (а не размер выходной щели).
(15)
Освещенность в случае непрерывного спектра на самом деле не зависит от Г. В силу не зависимости (15) от ширины аппаратной функции это выражение справедливо при любых ширинах входной щели (если пренебречь потерями потока из-за дифракции). Отметим, что выражение для светосилы Pn=En/B при непрерывном спектре отличается по размерности от светосилы для линейчатого спектра. Различная зависимость светосилы для широкополосного и монохроматического излучения от параметров спектрального прибора позволяет менять контраст узких спектральных линий настройкой прибора. При ширине входной щели больше оптимальной можно получить выражение для отношения освещенностей для линейчатого и непрерывного спектра:
(16)
При уменьшении ширины входной щели меньше оптимальной обе освещенности уменьшаются пропорционально ширине входной щели. На рис. показаны зависимости освещенностей при линейчатом спектре, непрерывном и зависимость размера изображения выходной щели от входной. Оптимальный размер входной щели равен 1.
Светосила по потоку определяется выражением (8) и зависит от ряда геометрических (s/, h//f2), спектроскопических (R, dQ/dl) параметров и коэффициента пропускания прибора. Крайне существенно, что светосила обратно пропорциональна практической разрешающей способности. Невозможно при заданных геометрических параметрах прибора одновременно увеличить светосилу и разрешающую способность: увеличение одного приводит к уменьшению другого. Единственная возможность состоит в увеличении высоты входной щели до максимально возможной. Однако в этом случае начинаю сказываться внеосевые аберрации. Допустимую высоту щели можно пределить из требования постоянства ширины аппаратной функции для всех точек изображения по вертикали. Максимально допустимые угловые размеры высоты щели определяются качеством фокусирующей оптики. Поскольку чрезвычайно трудно рассчитать хроматические и базаберрационные объективы. Типичные относительные отверстия - это 1/10, 1/20 (очень редко -1/5). Обычно применяются длиннофокусная оптика f1=f2 = 30, 50 100 см. h=15, 20. 30 мм.
Светосила по потоку для непрерывного спектра. Данный параметр важен при использовании спектрального прибора в режиме монохроматора, при изучении спектров поглощения, спектров излучения широкополосных источников света. Поток выходящий из выходной щели и светосила определяются выражениями:
(17)
Поток излучения через выходную щель квадратичен по ширине выходной щели или по величине 1/R. Отношение же потоков при линейчатом и сплошном спектрах оказывается таким же как и отношение для освещенностей в формуле (16).
(18)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.