Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Вакансии для химиков
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


ОПТИКО-АКУСТИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ

ОПТИКО-АКУСТИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ, раздел спектроскопии, основанный на оптико-акустич. эффекте. Последний заключается в возникновении акустич. колебаний в образце (или в соприкасающемся с ним газе) при воздействии модулированным на звуковой частоте или импульсным электромагн. излучением в оптич. диапазоне длин волн (УФ, видимым или ИК). Акустич. сигнал возникает благодаря преобразованиям части поглощенной энергии электромагн. излучения в тепловую, что приводит к соответствующим изменениям давления в самом образце или (вследствие теплопередачи через его пов-сть) в соприкасающемся с ним газе. Прямая регистрация акустич. сигнала осуществляется пьезоэлектрич. датчиком (в случае жидких или твердых образцов) или микрофоном (в случае газов). Оптико-акустическую спектроскопию с косвенной регистрацией, т.е. с микрофонной регистрацией акустич. сигнала в газе, соприкасающемся с исследуемым твердым или жидким образцом, часто наз. фото-акустич. спектроскопией. Интенсивность регистрируемого сигнала увеличивается с увеличением мощности источника электромагн. излучения и уменьшением частоты модуляции излучения, к-рая варьирует от десятков до тысяч Гц.

Зависимость интенсивности акустич. сигнала от длины волны электромагн. излучения представляет собой оптико-акустич. спектр. Поскольку акустич. колебания возникают в результате поглощения излучения, то оптико-акустич. спектры схожи с оптическими абсорбционными. О кол-ве определяемого в-ва судят по интенсивности акустич. сигнала при характеристич. длине волны; для построения градуировоч-ных графиков используют образцы сравнения.

Косвенный метод регистрации акустич. колебаний, использующийся гл. обр. для изучения твердых образцов, реализован в пром. приборах. Последние состоят из мощной ксеноновой лампы, модулятора (вращающиеся диски с отверстиями), монохроматора, акустич. ячейки, представляющей собой герметичную полость, наполненную воздухом или др. газом и соединенную "акустич. каналом" с микрофоном, и системы регистрации. Источником излучения могут служить вольфрамогалогенные лампы, глобары (стержни из карбида Si, светящиеся при наложении электрич. напряжения), лазеры, в т.ч. импульсные. В случае ламповых источников часто осуществляют электронную модуляцию электромагн. излучения. При изучении газов и жидкостей используют прямой метод регистрации акустич. колебаний, а в качестве источника излучения-лазер.

Оптико-акустическая спектроскопия-неразрушающий метод, позволяющий изучать те же в-ва, что и абсорбц. спектроскопия, в любом агрегатном состоянии при т-рах от ~ 4 до ~ 1000 К. Для исследования достаточно неск. см3 газа, неск. мкл жидкости или неск. мг твердого в-ва. Коэф. поглощения образца (см. Абсорбционная спектроскопия)могут варьировать в широких преде-лах-от 10-7 (в случае газов от 10-10) до 106 см-1. Форма и структура твердых образцов м.б. любой; эффекты, связанные с рассеянием света, оказывают незначит. влияние на результаты измерений. Т.к. изменение частоты модуляции приводит к изменению глубины, на к-рой возникают акустич. сигналы, метод позволяет проводить послойный анализ твердых образцов и обнаруживать включения с разрешением по глубине от десятых долей мкм до десятых долей мм. Оптико-акустическая спектроскопия характеризуется низкими пределами обнаружения в-в-до сотых долей части на млрд. в газах, ~10-1г/мл в жидкостях и ~ 10-5 % по массе в твердых телах.

Оптико-акустическую спектроскопию применяют для аналит. контроля газов (NH3, CO, СО2, HF, пары воды и др.), высокочувствит. анализа жидкостей (в частности, р-ров орг. соед., комплексов металлов) и твердых в-в (напр., руд). Оптико-акустич. детекторы используют гл. обр. в бумажной и тонкослойной хроматогра-фии, где они позволяют определять в-ва непосредственно на хроматограммах. Оптико-акустическая спектроскопия дает возможность получать оптич. характеристики светорассеивающих образцов (полупроводники, биол. объекты, полимеры и др.), измерять коэф. поглощения, квантовые выходы люминесценции, теплопроводность разл. в-в, обнаруживать фазовые переходы в твердых телах, исследовать хим. процессы на пов-сти твердого тела, изучать фотохим. р-ции и т.д. Лазерная оптико-акус-тич. микроскопия позволяет проводить локальный анализ твердых образцов с продольным разрешением 0,5-3 мкм и поперечным разрешением 1-5 мкм.

Оптико-акустич. эффект открыт А. Беллом в 1880.

Лит.: Жаров В. П., Летохов В. С., Лазерная оптикоакустическая спектроскопия, М., 1984; Алимарин И. П., Дурнев В.Ф., Рунов В. К., "Ж. аналит. химии", 1987, т. 42, № 1, с. 5-28; Rosencwaig A., Photoacoustics and photoacoustic spectroscopy, N.Y.-[a.o.], 1980. В. К. Рунов.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн