ОПТИКО-АКУСТИЧНА СПЕКТРОСКОПІЯ

розділ спектроскопії, заснований на оптико-акустич. ефекті. Останній полягає у виникненні акустич. коливань в зразку (або в дотичної з ним газі) при впливі модульованим на звуковій частоті або імпульсним електромагніт. випромінюванням в оптич. діапазоні довжин хвиль (УФ, видимою або ІК). Акустич. сигнал виникає завдяки перетворенням частини поглиненої енергії електромагніт. випромінювання в теплову, що приводить до відповідних змін тиску в самому зразку або (внаслідок теплопередачі через його пов-сть) в дотичної з ним газі. Пряма реєстрація акустич. сигналу здійснюється пьезоелектріч. датчиком (в разі рідких або твердих зразків) або мікрофоном (в разі газів). О. -а. с. з непрямої реєстрацією, т. е. з мікрофонної реєстрацією акустич. сигналу в газі, дотичної з досліджуваним твердим або рідким зразком, часто наз. фото-акустич. спектроскопией. Інтенсивність реєстрованого сигналу збільшується зі збільшенням потужності джерела електромагніт. випромінювання і зменшенням частоти модуляції випромінювання, до-раю варіює від десятків до тисяч Гц.

Залежність інтенсивності акустич. сигналу від довжини хвилі електромагнітного. випромінювання являє собою оптико-акустич.спектр. Оскільки акустич. коливання виникають в результаті поглинання випромінювання, то оптико-акустич. спектри схожі з оптичними абсорбційними. Про кол-ве визначається в-ва судять по інтенсивності акустич. сигналу при типовий. довжині хвилі; для побудови градуіровоч-них графіків використовують зразки порівняння.

Непрямий метод реєстрації акустич. коливань, що використовується гл. обр. для вивчення твердих зразків, реалізований в пром. приладах. Останні складаються з потужним ксеноновим лампи, модулятора (обертові диски з отворами), монохроматора, акустич. осередки, що представляє собою герметичну порожнину, наповнену повітрям або ін. газом і сполучену "акустич. каналом" з мікрофоном, і системи реєстрації. Джерелом випромінювання можуть служити вольфрамогалогенние лампи, глобар (стрижні з карбіду Si, що світяться при накладенні електричні. Напруги), лазери, в т. Ч. Імпульсні. У разі лампових джерел часто здійснюють електронну модуляцію електромагніт. випромінювання. При вивченні газів і рідин використовують прямий метод реєстрації акустич. коливань, а в якості джерела випромінювання-лазер.

Про. -а. с. -неразрушающій метод, що дозволяє вивчати ті ж в-ва, що і абсорбції. спектроскопія, в будь-якому агрегатному стані при т-рах від ~ 4 до ~ 1000 К. Для дослідження досить дек. см 3 газу, дек. мкл рідини або дек. мг твердого в-ва. Коеф. поглинання зразка (див. Абсорбційна спектроскопія ) можуть варіювати в широких преде-лах-від 10 -7 (в разі газів від 10 -10 ) до 10 6 см -1 . Форма і структура твердих зразків м. Б. будь-який; ефекти, пов'язані з розсіюванням світла, надають незначну. вплив на результати вимірювань.Т. к. Зміна частоти модуляції призводить до зміни глибини, на к-рій виникають акустич. сигнали, метод дозволяє проводити пошарове аналіз твердих зразків і виявляти включення з дозволом по глибині від десятих доль мкм до десятих часток мм. О. -а. с. характеризується низькими межами виявлення в-в-до сотих часток частини на млрд. в газах, ~ 10 -1 г / мл в рідинах і ~ 10 -5 % по масі в твердих тілах . Про. -а. с. застосовують для аналіт. контролю газів (NH

3 , CO, СО 2 , HF, пари води та ін.), високочувствіт. аналізу рідин (зокрема, розчинів орг. соед., комплексів металів) і твердих у-у (напр., руд). Оптико-акустич. детектори використовують гл. обр. в паперовій та тонкошарової хроматограмі-фії, де вони дозволяють визначати в-ва безпосередньо на хроматограмах. О. -а. с. дає можливість отримувати оптич. характеристики светорассеивающих зразків (напівпровідники, біол. об'єкти, полімери та ін.), вимірювати коеф. поглинання, квантові виходи люмінесценції, теплопровідність разл. в-в, виявляти фазові переходи в твердих тілах, досліджувати хім. процеси на пов-сті твердого тіла, вивчати фотохім. р-ції і т. д. Лазерна оптико-акус-тич. мікроскопія дозволяє проводити локальний аналіз твердих зразків з поздовжнім дозволом 0, 5-3 мкм і поперечним дозволом 1-5 мкм. Оптико-акустич. ефект відкритий А. Беллом в 1880.

Літ. :

Жаров В. П., Летохов В. С., Лазерна оптікоакустіческая спектроскопія, М., 1984; Алімарін І. П., Дурнев В. Ф., Рунов В. К., "Ж. аналіт. Хімії", 1987, т. 42, № 1, с. 5-28; Rosencwaig A., Photoacoustics and photoacoustic spectroscopy, N. Y. - [a. o.], 1980. В. К. Рунов. Хімічна енциклопедія. - М.: Радянська енциклопедія. Під ред. І. Л. Кнунянц. 1988.