Устройство для спектроскопических исследований в фиолетовой, ультрафиолетовой и рентгеновской части спектра Советский патент 1935 года по МПК G01J1/44 

Спектроскопические исследования в ультрафиолетовой части спектра связаны с большими экспериментальными трудностями и требуют большой затраты времени; применяющиеся для этой цели специальные кварцевые и флуоритовые вакуумные спектрографы очень дороги, сложны в обращении и в далекой ультрафиолетовой части не дают хороших результатов, так как не могут обладать достаточно большой разрешающей способностью. Исследования рентгеновского спектра существующими методами, т. е. при помощи дифракции в кристаллах и при помощи искусственных дифракционных решеток представляют еще большие экспериментальные трудности и не могут охватить всего рентгеновского спектра и перехода к ультрафиолетовым .лучам с одинаково большой разрешающей силон.

Предлагаемое устройство предназначено для спектроскопических исследований в фиолетовой, ультрафиолетовой и рентгеновской части спектра. Оно обладает, по мнению изобретателя, большой разрешающей силой во всех частях спектра, удобно и просто в обращении. Устройство основано на измерении кинетической энергии фотоэлектронов методом задерживающего поля.

Пусть имеется лучистая энергия частоты V. По уравнению Эйнштейна имеют:

h (1)

где V-разность потенциалов задерживающего поля;

Р-работа выхода; е - заряд электрона.

Измеряя величину разности потенциалов задерживающего поля I/, можно определить частоту .

На приложенном чертенке фиг. 1 изображает простейшую принципиальную схему устройства согласно изобретению: фиг. 2 и 3 - то же, но с тремя и четырьмя задерживающими сетками; фиг. 4-принципиальную схему включения устройства с тремя сетками.

Простейшая принципиальная схема устройства дана на фиг. 1, где имеются условные обозначения: А-анод фотоэлемента, К-катод фотоэлемента, S - первая сетка, S, - вторая сетка. Пусть на поверхность катода падают лучи, которые должны быть исследованы. Фотоэлектроны, вырываемые из поверхности катода попадают в задерживающее электрическое поле, созданное между катодом и сеткою S.2, те электроны у которых кинетическая энергия удовлетворяет уравнению: -(где V- разность потенциалов задерживающего поля), будут задержаны сеткою 2 и попадут на „приемную сетку Sj. Все электроны больших скоростей пройдут через сетку Ss, попадут в ускоряющее поле и будут поглощены анодом А. Сетка Si принимает на себя часть задержанных электронов и получает отрицательный потенциал. Сетка Si включается в усилительную схему или в схему моста, в которой соответствующий указывающий прибор отмечает появление задержанных электронов, при .данной разности потенциалов V, а следовательно в спектре исследуемого света присутствует линия частоты , соответствующая данной разности потенциа-лов 1/ задерживающего поля. Таким образом, отмечая наличие задержанных электронов и измеряя разность потенциалов задерживающего поля, возможно определить соответствующие частоту или -длину волны в падающем свете. Вся техника исследования спектра сводится к фиксированию появления заряда на сетке jSi и к измерению величины У. Предел разрещающей силы спектроскопа определяется величиною падения напряжения между сетками S и 2. Эта величина должна быть как можно меньще; поэтому при сильных полях (для рентгеновых лучей) для увеличения разрещающей силы прибора требуется введение еще третьей сетки по схеме фиг. 2. Здесь между катодом К и сеткой gi создается сильное задерживающее поле, а между сетками 2 и gs-более слабая часть задерживающего поля; этим достигается малая величина падения напряжения между сетками gi g и увеличение разрешающей силы. Для коротких ультра-рентгеновских лучей надо все задерживающее поле разбивать на несколько частей при помощи, например, четырех сеток, как показано на схеме фиг. 3. При сильных полях может быть еще введена сетка вблизи анода, как противодинатронная. Прибор, устроенный по схеме фиг. 2, является наиболее универсальным для охвата наибольшего интервала в спектре. На фиг. 4 изображена принципиальная схема включения устройства по схеме фиг. 2, где АГ-катод. Л-анод, Sn-сетки, Б-балон, УЗ-вольтметр, измеряющий разность потенциалов задерживающего поля, G-нулевой зеркальный гальванометр в диагонали моста, который дает отброс при наличии спектральной линии частоты , удовлетворяющей соотношению , у-источник высокого напряжения. Предмет изобретения. Устройство для спектроскопических исследований в фиолетовой, ультрафиолетовой и рентгеновской части спектра, отличающееся применением катодной трубки Б, в которой, кроме сетки Зз для создания задерживающего поля, измеряемого вольтметром УЗ, имеется расположенная в непосредственной близости с сеткой 5з, приемная сетка S, соединенная вместе с анодом в схему моста, в диагональ которого включен нулевой гальванометр G, отброс коего указывает на наличие спектральной линии определенной частоты, удовлетворяющей соотношению k eУз.

фиг..

S,

-(

УГ.

..

1 II II

JI

9,

фигА.

фиг.З.

/

tfii h

ЧМ i/

У, У