Интерес к исследованию коротковолнового излучения заметно усилился за последнее десятилетие. В первую очередь он обусловлен развитием космических исследований и работ по термоядерному синтезу. Несмотря на технические трудности изучения вакуумной области спектра, число относящихся сюда работ превышает две тысячи и быстро возрастает.
Нам казалось, что их дальнейшее развитие в какой-то мере затруднено тем, что до сих пор пет книги, в которой были бы изложены основные экспериментальные методы вакуумной спектроскопии, описана аппаратура, источники и приемники излучения, а также главные результаты исследований, полученные за последние годы. Следует отметить, что этим вопросам были посвящены две монографии: первая принадлежит одному из основателей вакуумной спектроскопии — Лайману (последнее издание его книги вышло в 1928 г.*)), вторая книга была написана Бомке в 1937 г. **). Эти монографии представляют сейчас главным образом исторический интерес.
Подробное описание оригинальной аппаратуры и собственных исследований легких элементов было сделано Эдленом в 1934 г. ***). Нам приятно поблагодарить здесь проф. Эдлена за присылку своей книги и других работ его лаборатории. Позднее книг по этим вопросам, насколько нам известно, написано не было, если не считать библиографического указателя работ по вакуумному ультрафиолету****).
*) Т. L у гп а п, The Spectroscopy of the Extreme Ultraviolet, 2 ed., New York, 1928.
**) H. В о m k e, Vakuumspektroskopie, Leipzig, 1937. ***) B. Edl en, Nova Acta Reg. Soc Sci. Upsal., Ser. IV, v. 9, № 6, 1934.
****) Bibliography of Vacuum Ultraviolet Spectroscopy. U. S. Department of Commerce LD 401498.
Этот указатель оказался нам весьма полезным и мы очень благодарны доктору Мак Нэлли из Аргонской лаборатории (США) за предоставление его в наше распоряжение.
При отборе материалов, вошедших в эту книгу, мы старались осветить наиболее интересные работы, посвященные методам исследования и результатам по атомной спектроскопии, почти не затрагивая вопросов, относящихся к фотохимии, спектроскопии конденсированной фазы и молекулярной спектроскопии. В книге использованы работы, опубликованные до начала 1966 г. Более поздние статьи добавлены только в исключительных случаях.
При цитировании работ в тексте иногда указаны фамилии их авторов, иногда лишь номера литературных ссылок. Мы хотим подчеркнуть, что тот или иной способ цитирования ни в коей мере не определялся нашим отношением к упоминаемым работам. Мы руководствовались при этом лишь стилистическими и техническими соображениями, по которым не всегда казалось удобным перегружать текст большим количеством фамилий.
При подготовке книги к печати большую помощь нам оказал Ю. И. Островский, который прочитал всю рукопись и сделал много цепных замечаний. Авторы приносят ему глубокую благодарность. Мы очень признательны также В. И. Гладущаку и Е. П. Андрееву за просмотр отдельных разделов книги.
Вероятно, все же она содержит ошибки, неточности и другие дефекты, за указание которых авторы будут благодарны читателям. Мы надеемся, что, несмотря на эти недочеты, книга окажется полезной в первую очередь тем, кто начинает работать в этой трудной и интересной области спектроскопии.
Ленинград, А. Н. Зайдель, Е. Я. Шрейдер
октябрь 1966 г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие........................ 9
Введение.......................... 11
Глава I. Источники излучения.............. 17
§ 1. Свойства источников................. 17
§ 2. Континуум и многолинейчатый спектр молекулы водорода ......................... 19
Излучение молекулы водорода (19). Конструкции трубок (2-1).
§ 3. Лаймановский континуум......,....... 26
§ 4. Континуум инертных газов.............. 32
§ 5. Синхротропное излучение.............. 41
§ 6. Источники линейчатого спектра, работающие в непрерывном режиме................... 45
Положительный столб тлеющего разряда (45). Полый катод (49). Разряд Пенинга (50), Кольцевой разряд (51). Излучение при бомбардировке электронами (51). Дуга при атмосферном давлении (51).
§ 7. Линейчатое излучение импульсных источников света 54
Газоразрядные трубки (54). Вакуумная искра (58), Низковольтная вакуумная искра (63).
§ 8. Установки с горячей плазмой............ 65
Литература...........,......... 66
Глава II. Оптические материалы............. 72
§ 9. Прозрачные материалы............... 72
Кварц (73). Флюорит (74). Фтористый литий (74). Сапфир и другие материалы (77).
§ 10. Прозрачные пленки................ 78
Получение пленок (80). Применение пленок (85). . § И. Отражающие слои................. 86
Стекло (87)'. Кварц (88). Фтористый литий (85). Флюорит (S3). Алюминий (89). Платина (93). Родий (97). Золото (97). Германий (99). Вольфрам, тантал, молибден, рений (99). Калмий (100). Кремний (100). Другие элементы (101). Сернистый цинк (101). Алюминиевые слои, покрытые MgFj и LiF (103). Многослойные покрытия (108;. '
Литература
Глава III. Спектральные приборы............. 116
§ 12. Основные сведения.................. 116
§ 13. Вогнутая дифракционная решетка......... 118
Свойства вогнутой решетки (118). Выбор решетки (122). Эффективность решетки (123). Эшеллета, эшслле, эшелон Майкель-сона — Вильямса (125). Асферические решетки (127).
§ 14. Разделение налагающихся спектров разных порядков 128
Наложение спектров (128). Применение призмы (128). Применение зеркал и пленок (129). Применение решеток (129).
§ 15. Способы установки вогнутых \ ешеток........ 130
Типы установок (130). Установка Пашена—Рунге (131). Установка Игля (131). Установка Ссйа—Намиока(132). Установка Джонсона —Онака (132). Установка Водсворта (134). Построение Сиркса для компенсации астигматизма (135).
§ 16. Увеличение спектрального прибора......... '135
§ 17. Типы спектральных приборов........... 136
Прлзменные приборы (136). Приборы нормального падения (137). Монохроматоры И спектрометры (145). Многоканальные спектрометры (149). Приборы с плоской решеткой (151). Приборы скользящего падения (153). Приборы с временным разрешением (162).
§ 18. Приборы для ракетных исследований........ 164
Спектрогелиографы (175).
§ 19. Интерференционные приборы............ 178
Интерферометры (178). Интерференционные фильтры (179).
§ 20. Поляризационные приборы............. 180
§ 21. Некоторые вопросы экспериментальной техники . . 183 Юстировка спектральных приборов (183). Установка источника (186). Фотографирование спектров (188). Вакуум (188). Приклейка окон (190). Чистка решеток (192).
Литература..................... 1^2
Глава IV. Приемники для регистрации вакуумного ультрафиолета ........................... 1^8
§ 22. Термопары..................... 198
§ 23. Фотоэлектрические детекторы............ 199
Приемники закрытого типа (199). Приемники открытого типа (203).
§ 24. Термофосфбры................... 210
§ 25. Фотографическая пластинка и другие фотохимические
приемники..................... 212
§ 26, Ионизационные детекторы.............. 215
§ 27. Детекторы, выделяющие исследуемую область спектра 220
Литература.................... 225
Глава V- Измерение длин волн.............. 230
§ 28. Идентификация линий............... 230
Метод, основанный на использовании стандартов длин волн (230). Метод наложения порядков (232).
§ 29. Стандарты длин волн............... 233
§ 30. Измерение лэмбовского сдвига............ 239
Таблицы спектральных линий........... 246
Литература.................... 261
Глава VI. Энергетические измерения в вакуумном ультрафиолете......................... 272
§ 31, Методы измерения абсолютных и относительных яркостей ........................ 212
Первый метод (273). Второй метод (270).
§ 32. Гомохромная фотометрия.............. 274
§ 33. Определение эффективности спектральной установки
с помощью стандартных источников излучения . . . 277
Метод пар линий с общим верхним уровнем (277). Излучение абсолютно черного тела (231). Излучение синхротрона (233]. Излучение высокоионизованной водородной плазмы (284). Излучение монохроматических источников (284). Другие методы определения эффективности установки (235).
§ 34. Определение коэффициента пропускания спектрального прибора'^..................... 286
Литература .................... 289
Глава VII. Спектры поглощения в вакуумной области. . . 292 § 35. Коэффициент поглощения газа, сечение поглощения
и методы их экспериментального определения . . . 292
§ 36. Автоионизация и возмущение в сериях...... 293
Взаимодействие уровней (207). Взаимодействие дискретных уровней (300).
§ 37. Спектры поглощения паров металлов........ 301
Литий (304). Натрий (305). Калий (307). Магний (307). Кальций (310). Барий (312). Алюминий (312). Галлий (313). Индий (313). Таллий (315). Свинец (316).
§ 38. Спектры поглощения инертных газов........ 318
Гелий (318). Неон (325). Аргон (327). Криптон (332). Ксенон (337).
§ 39. Спектры поглощения молекулярных газов и образующих их атомов................... 342
Азот (342). Кислород (3'*8). Водяные пары (355). Окись азота (357). Молекулярный водород (35S). Озон (361). Углекислый газ (361). Аммиак (364). Окись углерода (365). Закись азота (367). Атомарный азот (367). Атомарный водород (363). Атомарный кислород (369).
Литература.................... 369
Глава VIII. Определение атомных констант по измерениям
в вакуумной области спектра.............. 377
§ 40. Измерение сил осцилляторов линий, лежащих в вакуумной области спектра ............. 377
Метод дисперсии (378). Метод измерения ширины верхнего уровня (380). Метод линейного поглощения (381). Метод эквивалентной ширины (382). Метод Ганле (389). Метод неупругого рассеяния электронов (неоптический метод) (390). Метод лучеиспускания (390).
§ 41. Проверка правила сумм для атомов инертных газов 391
Гелий (392). Неон (393). Аргон (393). Криптон (393). Ксенон (393).
§ 42. Определение показателей преломления газов и сечений
релеевского рассеяния............... 394
Метод сдвига спектральных линий (394). Метод, основанный на возбуждении черенковского излучения (395). Метод экстраполяции дисперсионных формул (396). Метод релеевского рассеяния (397),
§ 43. Измерение сечений возбуждения в вакуумном ультрафиолете ...................... 40t
Литература.................... 405
Глава IX. Исследования плазмы..............
§ 44. Определение электронной температуры плазмы ....
Метод распределения яркости в континууме (409). Метод сравнения яркостей двух континуумов (413). Метод относительных интенсивностей спектральных линий (413).
§ 45. Исследование контуров спектральных линий..... 418
§ 46. Исследование излучения примесей в установках для
получения горячей плазмы ............ 424
§ 47. Зондирование плазмы коротковолновым ультрафиолетовым излучением................ 427
Литература.................... 432
Глава X. Коротковолновое излучение Солнца........ 435
§ 48. Спектр Солнца.................. 435
Водород (446). Гелий (446), Углерод (446). Азот (446). Кислород (446). Неон (446). Магний (446). Алюминий (446). Кремний (447J. Сера (447). Сплошной спектр Солнца (447).
§ 49. Линии водорода в спектре Солнца и фотографирование
Солнца в лучах La................. 448
§ 50. Идентификация линий короны........... 453
Литература.................... 455
Глава XI. Применение вакуумной области для спектрального
анализа........................ 453
§ 51. Особенности спектрального анализа в вакуумном
ультрафиолете.................. 459
§ 52. Эмиссионный анализ................. 4В2
§ 53. Абсорбционные методы анализа........... 468
Литература................... 470
Цена: 300руб.
