Элемент сызығы интенсивтігі және оның концентрацияға тәуелділігі

Элемент сызығы интенсивтігі және оның коннентрацияға тәуелділігі. Спектрлік талдаудың түпкі мақсаты - сынамадағы элемент концентрациясын оның спектрлік сызықтарының интенсивтігін өлшеу нәтижесі бойынша анықтау. Егер атомды тұрақты қоздыратын жағдай тудырса. онда берілген энергетикалық күйдегі атомдардың санын, энергетикалық деңгейлердің электронмен толуына келтіретін әрбір өлшемді сәттегі қақтығыс санымен анықтайды. Мұндай ауысуға сәйкес тұста туындайтын спектрлік сызықшалар интенсивтігін келесі өрнекпен анықтайды:

I (mn) = N (m) A (mn) hv (mn),

мұндағы A (mn) - m күйден n күйге тасқынды ауысу ықтималдығы, n₁N (m) - қоздырылған m күйдегі көлемдік өлшемде болатын атомдар саны, hv (mn) - кванттық сәуле шығару энергиясы.

Мұндайда индукцирленген сәуле шығару интенсивтігін ескермеуге болады. Сонымен шашыраған жарық сәуле шығару көзі арқылы өткенде жарықты сіңірмейді деп есептелінеді. Осылайша, спектрлік сызықшалардың интенсивтігі қозған атомдар концентрациясымен, сәйкес өту ықтималдығымен анықталынады. Соңғысы алғашқы жақындасқан тұста қозған атомдар концентрациясына тура пропорционал және ол осы деңгейшенің толуы мен ыдырауына келтіретін барлық құбылыстардың жиынтығы бойынша белгіленеді. Жалпы алғанда, осы процестердің бәрін есептеу іс жүзінде мүмкін емес, өйткені бұлардың әрқайсысының ықтималдығы үшін деректер жоқтың қасы. Қозған атомдар N (m) концентрациясы алғашқысында Больцман теңдеуі бойынша разрядталу температурасына экспоненциалды тәуелді болатын көбейткіш арқылы қалыпты жағдайда N (n) байланысты болуы мүмкін. Сөйтіп разрядталу плазмасындағы атом концентрациясына тәуелді кез келген спектрлік сызықша интенсивтігі анықталады.

Айталық, разряд плазмасына талданатын зат біркелкі еніп, ондағы әйтеуір бір процестің, мысалы, диффузия немесе конвекция нәтижесінде плазмадан қоршаған атмосфераға таралып кетеді делік. Егер жану режимі мен заттың берілу жылдамдығы бір қалыпты өзгеріссіз болса, онда разряд плазмасына енген және одан кеткен зат арасында тепе-теңдік орнайды. Плазмадағы анықталатын элемент концентрациясы (N), сынамадағы оның концентрациясына (С) пропорционал:

N = а*С.

Бұл теңдеу қоспа атомдары концентрациясының өзгерісі заттың плазмаға келуі мен кетуі жылдамдығына ықпал етпеген жағдайда орындалады. Мысалы, плазмадағы зат концентрациясы өте төмен және өзіне дарытуды ескермейді десек, онда разрядтың берілген температурадағы спектрлік сызық интенсивтігіне арнап былай жазамыз:

I = b*N

мұндағы b - Ag(o)/g(k)h ехр ( -Ek/km); екінші теңдеуді пайдаланып ab = B деп негіздей ұйғарып. мынаны аламыз:

I = b*N = B*C

Тепе-тендіктен ауытқушылық В коэффициентінің мәніне ықпал етеді. Алайда, егер концентрация өзгерсе де. разряд шарты өзгеріссіз қалатын болса, онда бұл қатынастағы В коэффициенті тұрақты болып, теңдеу орындалады. Шындығында да, стандартты жұмыс істейтін разряд көзінде анықталатын элемент концентрациясы өте аз кезде де, ол әрі жеткілікті, әрі жақсы орындалады. Сонымен В коэффициентінің шамасы разряд параметрлеріне заттың енуі мен соқтығысуы шартына, зерттелетін сызықшалардың қоздырылуы мен шашырауын анықтайтын тұрақтыға тәуелді болады.

Атомдардың концентрациясына орай спектрлік сызықшалар интенсивтігінің жоғарылауын жай қатынаспен анықтау мүмкін емес, өйткені сіңіру энергиясы үлесінің артуымен атом концентрациясы өсуіне қарай интенсивтіктің артуы баяулайды. Концентрацияға байланысты спектрлік сызықша интенсивтігінін толық тәуелділігі өте күрделі: ол шартты коэффициенті 1 және 0,5-ке тең болатын, түзу сызықты теңдеу арқылы өрнектелетін, атомдардың аз және үлкен концентрациясына орайлас екі түзу сызықты бөліктерден тұрады. Аралық облыс үшін жанаманың бұрыштық коэффициенті бірден кіші және ол концентрацияның өсуімен үздіксіз өзгеріп отырады. Осы облыстағы аналитикалық тәуелділікті табу киын болса да, тәжірибе кезінде байқалатын тәуелділікті жақсы сипаттайтын функцияны таңдап алуға болады. Мұндай тәуелділікті Ломакин мен Шайбе ұсынды:

I = aC немесе lgI = lga + BlgC,

мұндағы a мен b - берілген шашырау, көзі мен таңдап алынған спектрлік сызықша үшін концентрацияның үлкен аралығында тұрақты болып қалатын параметрлер.

Бір қарағанда теңдеуде аз концентрация облысын b = 1, коп концентрация облысын b = 0,5 деп ұйғарып. интенсивтіктің концентрацияға тәуелді қисығын өрнектеуге болады.