P1100158

długości fali określa prawo emisji Plancka

** “ X*—<^ls')

gdzie: JTj — zdolnośćemisyjna przy długości fali X, h — stała Plancka, c — prędkość lwia tła. k — siała Boi tz manna. 7* — temperatura bezwzględna.

Długość fali (A-f.). przy której ciało ma maksymalną zdolność emisyjną w danej tempera turze, określa prawo Wiena

X_an T*= b (b ■» 0,28978* 10“ ² ra-K)    (IS.2)

Całkowita energia (/*) wyprotnicniowana przez ciało absolutnie czarne jest proporcjonalna do temperatury w czwartej potędze (prawo Stefana-Boltzmanna) £~ÓT* (S - 5,6697-l<r^B    (15.3)

Wszystkie źródła światła opaitc na tej zasadzie emitują promieniowanie ciągłe. Najbardziej rozpowszechnionymi źródłami z tej grupy są żarówki z włóknem wolframowym ogrzewanym do wysokiej temperatury (> 3000 K) prądem elektrycznym. Używane one są jako źródła promieniowania ciągłego w spektrofotometrii w zakresie widzialnym.

W zakresie podczerwonym jako źródła promieniowania ciągłego stosuje się pręciki z żaroodpornych półprzewodnikowych materiałów, ogrzewane w powietrzu prądem elektrycznym.

Należy do nich przede wszystkim lampa Ncmsta, w której znajduje się pręcik z mieszaniny tlenków cyrkonu i itru, rozżarzony prądem elektrycznym do temperatury o Je. 2000 K. Stosuje się ją do długości fali ok. 8 9 pm.

Źródłem podobnym jest źródło z pręcika węglika krzemu ogrzewanego prądem elektrycznym do temperatury ok. 1400 K, tzw. g/obar. Zaletą globaru w porównaniu / lampą Ncnwta jest jego większa wytrzymałość mechaniczna.

Źródła płomieniowe. Płomień jest źródłem energetycznym, stosowanym do celów analitycznych przede wszystkim w fotometrii płomieniowej i w absorpcyjnej spektrofotometrii atomowej.

Pa/enic można zdefiniować jako reakcję chemiczną między dwoma ciałami, przy czym jedno z nich jest paliwem, a drugie utleniaczem. Reakcja przebiega z intensywnym wydzieleniem ckph. W praktyce jako utleniacze najczęściej stosuje się tlen albo powietrze. Jako paliwa są stosowane różne gazy palne różniące się kolo-lycznością. Temperatura płomienia, która jest jego najważniejszą w łasnością (określa, jaka część atomów doprowadzonych do płomienia ulega wzbudzcuiu), zależy przede wszy stkim od składu mieszaniny palnej, a także od wzajemnego stosunku składników tej mieszaniny.

Ogólnie wiadomo, że przy zastosowaniu powietrza jako utleniacza, płomień jest energetycznie uboższy niż w przypadku czystego tlenu, ponieważ powietrze zawiera obojętny składnik - azot - powodujący spadek temperatury.

W praktyce najczęściej stosuje się mieszaninę palną acetylenu z powietrzem. Źródła elektryczne. Źródła elektryczne znalazły szerokie zastosowanie zwłaszcza w emisyjnej analizie spektralnej. Przy wzbudzeniu elektrycznym właściwym źródłem

promieniowania jest plazma, tj. rozżarzone gazowe środowisko wytworzone pod wpływem wyładowań elektrycznych między dwiema elektrodami. Ze źródeł elektrycznych nąjwiększc znaczenie ma łtik elektryczny i iskra elektryczna.

Łuk elektryczny jest to samoistne wyładowanie między elektrodami, o dużej gęstości prądu i nieograniczonym czasie trwania.

Wyładowanie iskrowe jest to wyładowanie o dużej intensywności prądu i o krótkim okresie trwania (ok. 10"³ s). W analizie spektralnej pod iskrą rozumie się zbiór szybko po sobie następujących, krótkotrwających, elementarnych wyładowań w określonym przedziale czasu, zwanym czasem ekspozycji.

Różne typy elektrycznych źródeł charakteryzuje się głównie napięciem przyłożonym do elektrod, natężeniem prądu, czasem trwania i okresowością źródła.

Dla luku stosuje się napięcie prądu stałego lub zmiennego 120-220 V, a przy pomocy oporu nastawia natężenie prądu zależnie od potrzeby 3-15 A. Dla iskry napięcie przyłożone do elektrod jest znacznie wyższe (8-15 kV). Dla poszczególnych wyładowań natężenie prądu wynosi 30-100 A, a temperatura do 30000 K.

Tablka 15.2. Temperatura płomienia w zależności od składu mieszanin palaych

Skład mieszaniny	Temperatura •c
Gaz świetlny - powietrze	1845
Butan - powietrze	1895
Propan - powietrze	1935
Wodór - powietrze	2045
Acetylen - powietrze	2125
Wodór - tlen	2660
Acetylec - podtlenek azotu	2955
Acetylen - tlen	3100
Dwucyjan - tlen	4467

W plazmie „łukowej" temperatura jest rzędu 5000-6500 K, dlatego jest w niej więcej obojętnych atomów niż jonów. W wyładowaniu iskrowym energia naładowanych cząstek przyspieszonych polem elektrycznym między elektrodami jest znacznie większa, W wyniku tego w plamie „iskrowej” jest więcej zjonizowanych atomów niż w plazmie „łukowej". Powoduje to inny charakter widm uzyskanych jednym lub drugim sposobem.

Często do wzbudzenia należy użyć źródła o własnościach pośrednich między wyładowaniem łukowym i iskrowym. Tak powstał przerywany łuk prądu stałego i zmiennego, niskonapięciowa iskra, iskra wysokiej częstotliwości i różne typy wy-- ładowań jarzeniowych. Nic udało się dotąd skonstruować uniwersalnego generatora, za pomocą którego można byłoby w sposób ciągły zmieniać charakter wyładowania.

Łuk prądu stałego jest stosowany głównie do analizy jakościowej ze względu ua dobrą wykrywalność. Do celów ilościowych jest używany rzadziej, z wyjątkiem oznaczania pierwiastków o stężeniach bliskich granicy wykrywalności.