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). О.-а. С. 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. О.-а. С.-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. См 3 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.

О.-а. С. Характеризуется низкими пределами обнаружения в-в-до сотых долей части на млрд. В газах, ~10-1 г/мл в жидкостях и ~ 10-5 % по массе в твердых телах. О.-а. С. Применяют для аналит. Контроля газов (NH3, CO, СО 2, 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. О.-а. С. 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.