বর্ণালী লাইনের তীব্রতা। বর্ণালী রেখার তীব্রতা কোন বিষয়গুলো বর্ণালী রেখার তীব্রতা নির্ধারণ করে

বর্ণালী বিশ্লেষণে, শুধুমাত্র সংশ্লিষ্ট রেখাগুলির তরঙ্গদৈর্ঘ্যই নয়, তাদের তীব্রতাও জানা প্রয়োজন (আলোর তীব্রতা হল একটি নির্দিষ্ট দিকে একটি ইউনিট এলাকা দিয়ে প্রতি ইউনিট সময়ে প্রবাহিত আলোক শক্তির পরিমাণ)।

লাইনের তীব্রতা নমুনায় উপাদানটির আপেক্ষিক পরিমাণ নির্ধারণ করে। সবচেয়ে অনুকূল বিশ্লেষণ শর্তাবলী নির্বাচন করার জন্য, বর্ণালী রেখার তীব্রতা কোন বিষয়গুলির উপর নির্ভর করে তা খুঁজে বের করা গুরুত্বপূর্ণ।

ইতিমধ্যে উল্লিখিত হিসাবে, শিখা, চাপ এবং স্পার্ক মধ্যে উত্তেজনা তাপ হয়. এই ক্ষেত্রে তীব্রতা আমিএকটি নিরপেক্ষ পরমাণু বা আয়ন দ্বারা নির্গত বর্ণালী রেখাকে নিম্নলিখিত সূত্র দ্বারা প্রকাশ করা হয়: (এই সূত্রটি শুধুমাত্র পরমাণুর দ্বারা আলোক নির্গমনের প্রক্রিয়াকে বিবেচনা করে। এর উৎপত্তিতে, এটি বিবেচনা করা হয়নি যে পরমাণুর বিকিরণের অংশটি শোষিত হয়। গ্যাসের আয়তনে এবং আলোর উত্সের বাইরে যায় না)

কোথায় প্রতি- গুণাঙ্ক, জপরমাণুর বৈশিষ্ট্য, বর্ণালী যন্ত্রের বৈশিষ্ট্য এবং স্লিটকে আলোকিত করার পদ্ধতির উপর নির্ভর করে;

এন- আলোকিত বাষ্পের প্রতি একক আয়তনে একটি প্রদত্ত উপাদানের অপ্রীতিকর পরমাণুর (নিরপেক্ষ বা আয়নিত) মোট সংখ্যা;

ই n- পরমাণুর উত্তেজিত অবস্থার শক্তি;

টি- আলোর উত্সের তাপমাত্রা;

k- ধ্রুবক মান;

e- ধ্রুবক মান (প্রাকৃতিক লগারিদমের ভিত্তি) সমান 2.72;

জ- প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবক;

υ - হালকা কম্পনের ফ্রিকোয়েন্সি।

সূত্রে (5), গুণফল hy হল এক হালকা কোয়ান্টামের শক্তি। এটি দেখায় যে বর্ণালী রেখার তীব্রতা (যখন একটি চাপ, স্পার্ক, শিখার মতো উত্সগুলিতে উত্তেজিত হয়) নিম্নলিখিত কারণগুলির উপর নির্ভর করে: উপরের উত্তেজিত স্তরের শক্তি ( ইপৃ) , স্রাব মেঘে পরমাণুর সংখ্যা (এন) এবং গ্যাসের তাপমাত্রা (টি)।

আসুন আমরা বর্ণালী রেখার তীব্রতার উপর এই প্রতিটি কারণের প্রভাব আলাদাভাবে বিবেচনা করি।

উত্তেজিত অবস্থার শক্তির উপর বর্ণালী রেখার তীব্রতার নির্ভরতা

উত্তেজিত অবস্থায় পরমাণুর সংখ্যা ইপৃএকটি প্রদত্ত মোট সংখ্যার জন্য এনএবং গ্যাস তাপমাত্রা T, ছোট ইপৃ. উপরের স্তরের শক্তি তত বেশি ইপৃ, উত্তেজিত করা আরও কঠিন।

কম উত্তেজনা সম্ভাবনার সাথে সম্পর্কিত লাইনগুলি বেশিরভাগ ক্ষেত্রে আরও তীব্র হয়।

অনুরণন স্তর থেকে মৌলিক স্তরে রূপান্তরের সময় বিকিরণের সাথে সম্পর্কিত রেখাকে বলা হয় অনুরণিত লাইন।যেহেতু অনুরণিত স্তরের উত্তেজনা শক্তি সবচেয়ে ছোট, তাহলে অনুরণন লাইন হল একটি উপাদানের বর্ণালীতে সবচেয়ে তীব্র রেখা, যদি না বিশেষ কারণ থাকে যা দুর্বল হয়ে যায়।

গ্যাসের তাপমাত্রার উপর বর্ণালী রেখার তীব্রতার নির্ভরতা

গ্যাসের তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে ইলেকট্রন সহ গ্যাসে উপস্থিত সকল কণার চলাচলের গতি বৃদ্ধি পায়। অতএব, তাপমাত্রা বৃদ্ধি পরমাণুর উত্তেজনার জন্য আরও অনুকূল পরিস্থিতি তৈরি করে। যাইহোক, বর্ণালী রেখার তীব্রতা ক্রমবর্ধমান গ্যাসের তাপমাত্রার সাথে একঘেয়েভাবে বৃদ্ধি পায় না কারণ একটি আলোকিত গ্যাসে আয়নকরণের একটি নির্দিষ্ট ডিগ্রির পরমাণুর সংখ্যা তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে।

আসুন বিবেচনা করি কিভাবে তাপমাত্রা নিরপেক্ষ পরমাণুর বিকিরণকে প্রভাবিত করে। তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে আয়নিত পরমাণুর সংখ্যাও বাড়বে। এটি স্বাভাবিকভাবেই নিরপেক্ষ পরমাণুর সংখ্যা হ্রাসের দিকে পরিচালিত করবে। অতএব, যদিও তাপমাত্রা বৃদ্ধি উত্তেজনা অবস্থার উন্নতি করে, একটি নিরপেক্ষ পরমাণুর বর্ণালী লাইনের তীব্রতা বাড়তে পারে না। যেমন চিত্রে। চিত্র 9 তাপমাত্রার উপর একটি নিরপেক্ষ এবং ionized ক্যালসিয়াম পরমাণুর বর্ণালীর অনুরণন লাইনের তীব্রতার নির্ভরতা দেখায়। বক্ররেখা দেখায় যে তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে বর্ণালী রেখার তীব্রতা প্রথমে বৃদ্ধি পায় এবং তারপরে হ্রাস পায়।

আয়নগুলির বর্ণালীর রেখাগুলির ক্ষেত্রেও একইটি পরিলক্ষিত হয়, যেহেতু তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে আয়নকরণের উচ্চ ডিগ্রি সহ আয়নের সংখ্যা বৃদ্ধি পায় (চিত্র 9, বক্ররেখা দেখুন 2),

ভাত। 9. একটি নিরপেক্ষ পরমাণুর বর্ণালীতে রেখার তীব্রতার নির্ভরতা (1)

এবং ক্যালসিয়াম আয়ন (2) উৎস তাপমাত্রার উপর

প্রতিটি লাইনের জন্য একটি তাপমাত্রা Tmax থাকে যার তীব্রতা সর্বাধিক। যেমন চিত্র থেকে দেখা যায়। 9, নিরপেক্ষ ক্যালসিয়াম পরমাণুর বর্ণালী রেখার সর্বোচ্চ তীব্রতা 5200° C এর কাছাকাছি তাপমাত্রায় অর্জিত হয়; একবার আয়নিত ক্যালসিয়াম পরমাণুর বর্ণালী রেখার সর্বোচ্চ তীব্রতা 7000 ডিগ্রি সেলসিয়াসের বেশি তাপমাত্রায় অর্জিত হয়। অতএব, নিরপেক্ষ এবং আয়নিত ক্যালসিয়াম পরমাণুর রেখার তীব্রতার অনুপাত নিম্নরূপ তাপমাত্রার সাথে পরিবর্তিত হবে: নিম্ন তাপমাত্রায় রেখার তীব্রতা নিরপেক্ষ ক্যালসিয়াম পরমাণুগুলি আয়নিত ক্যালসিয়াম পরমাণুর রেখার চেয়ে বেশি তীব্র হয় এবং উচ্চ তাপমাত্রায়, বিপরীতে, নিরপেক্ষ পরমাণুর রেখার চেয়ে আয়নিত পরমাণুর লাইন আরও তীব্র হয়। সুতরাং, এটি দেখা যাচ্ছে যে কেবলমাত্র আলোর উত্সের তাপমাত্রা বাড়ানো সর্বদা বর্ণালী রেখাগুলির তীব্রতা বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে না। কিছু ক্ষেত্রে, উত্তপ্ত উত্সগুলিতে যাওয়ার সময়, লাইনগুলির তীব্রতা হ্রাস লক্ষ্য করা যায়।

যখন স্রাবের তাপমাত্রা পরিবর্তিত হয়আয়ন এবং নিরপেক্ষ পরমাণুর ঘনত্বের অনুপাত পরিবর্তিত হয়, এবং ফলস্বরূপ, তাদের লাইনের তীব্রতার অনুপাত, যেমন বর্ণালীর প্রকৃতি পরিবর্তিত হয়।এটি চিত্রে দেখা যাবে। 10, যেখানে একটি স্পার্ক এবং একটি চাপ ব্যবহার করে প্রাপ্ত লোহার বর্ণালীর দুটি অভিন্ন অঞ্চলের তুলনা করা হয়েছে।

ভাত। 10. একটি স্পার্ক ব্যবহার করে প্রাপ্ত লোহার স্পেকট্রা (ক)এবং আর্কস (খ)

এই চিত্র থেকে দেখা যায় যে স্পার্ক বর্ণালীতে নিরপেক্ষ পরমাণুর লাইনের তীব্রতার তুলনায় আয়ন রেখার তীব্রতা বৃদ্ধি পায়।

একটি স্ফুলিঙ্গে আয়নগুলির ঘনত্ব একটি চাপের চেয়ে বেশি এবং তাদের বর্ণালী একইভাবে আরও তীব্র হওয়ার কারণে, আয়ন দ্বারা নির্গত বর্ণালী রেখাগুলিকে সাধারণত বলা হয় স্পার্ক, এবং নিরপেক্ষ পরমাণু দ্বারা নির্গত রেখাগুলি হল চাপএটি জোর দেওয়া উচিত, তবে, চাপ এবং স্পার্ক লাইন উভয়ই আর্ক এবং স্পার্ক বর্ণালীতে উপস্থিত রয়েছে।

বিশ্লেষণের ভৌতিক পদ্ধতি

স্বেচ্ছাচারী প্রক্রিয়ার গঠন।

প্রবিধান সর্বোচ্চ স্তর হিসাবে হবে

স্বেচ্ছামূলক এবং স্বেচ্ছামূলক প্রবিধান।

স্বেচ্ছাচারী ঘটনার লক্ষণ।

মনোবিজ্ঞানে ইচ্ছার ধারণা।

পারমাণবিক স্পেকট্রোস্কোপি পদ্ধতি

পারমাণবিক স্পেকট্রোস্কোপি অন্তর্ভুক্ত তিনটি পদ্ধতি: পারমাণবিক শোষণ, পারমাণবিক নির্গমন এবং পারমাণবিক ফ্লুরোসেন্স। দুটি জাত, পারমাণবিক শোষণ এবং পারমাণবিক নির্গমন (AE), সর্বাধিক ব্যবহৃত হয়। নীচে আমরা এই পদ্ধতিগুলির পাশাপাশি ICP ভর স্পেকট্রোমেট্রি পদ্ধতি নিয়ে আলোচনা করব।

টার্গেট: গুণগত, আধা-পরিমাণগত এবং পরিমাণনমুনার মৌলিক রচনা।

পদ্ধতিগুলি একটি শক্তি অবস্থা থেকে অন্য একটি পরমাণুর ভ্যালেন্স বা অভ্যন্তরীণ ইলেকট্রনের কোয়ান্টাম রূপান্তরের উপর ভিত্তি করে।

পারমাণবিক স্পেকট্রার প্রধান বৈশিষ্ট্য হল বিচক্ষণতা (লাইন গঠন) এবং অত্যন্ত স্বতন্ত্র চরিত্র (নির্দিষ্ট নির্গমন বর্ণালী, একটি নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বৈশিষ্ট্যযুক্ত লাইন সহ) , যা একটি প্রদত্ত উপাদানের পরমাণু সনাক্ত করা সম্ভব করে তোলে (গুণগত বিশ্লেষণ)।

পৃথক বর্ণালী রেখার তীব্রতা পরিমাপ করে একটি উপাদানের ঘনত্ব নির্ধারণ করা হয় বিশ্লেষণাত্মক(পরিমাণগত বিশ্লেষণ).

সনাক্তকরণ সীমা 10 -3 - 10 -6%; একই সাথে অনেকগুলি উপাদান নির্ধারণ করা সম্ভব, যার বর্ণালী রেখাগুলি একটি ফটোগ্রাফিক প্লেটে (70 টি উপাদান পর্যন্ত) ক্যাপচার করা যেতে পারে।

উপাদানগুলির প্রাথমিক রাসায়নিক ঘনত্বের সাথে বর্ণালী বিশ্লেষণের সমন্বয় (নিষ্কাশন) - রাসায়নিক বর্ণালী পদ্ধতি -আপনাকে উপাদানগুলির সনাক্তকরণের সীমা হ্রাস করতে দেয়।

একটি নির্গমন বর্ণালী প্রাপ্ত করার জন্য, বিশ্লেষকের কণাগুলিতে অতিরিক্ত শক্তি যোগ করা হয়। এই উদ্দেশ্যে, নমুনাটি একটি আলোর উত্সে প্রবর্তন করা হয়, যেখানে এটি উত্তপ্ত এবং বাষ্পীভূত হয় এবং গ্যাস পর্যায়ে আটকে থাকা অণুগুলি পরমাণুতে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়, যা ইলেকট্রনের সাথে সংঘর্ষে উত্তেজিত অবস্থায় রূপান্তরিত হয়। পরমাণু খুব অল্প সময়ের জন্য উত্তেজিত অবস্থায় থাকতে পারে (10 -7 - 10 -8 সেকেন্ড)। স্বতঃস্ফূর্তভাবে একটি স্বাভাবিক (বা মধ্যবর্তী) অবস্থায় ফিরে আসা, তারা হালকা কোয়ান্টার আকারে অতিরিক্ত শক্তি নির্গত করে hn, যা একটি তরঙ্গদৈর্ঘ্য সহ একটি একক বর্ণালী রেখার আকারে পরিলক্ষিত হয় l .

এক অবস্থা থেকে অন্য রাজ্যে স্থানান্তরের সময় বর্ণালী রেখা বা বিকিরণ শক্তির তীব্রতা নির্ধারণ করা হয়

I ik = N i A i h n ik

যেখানে N i হল উত্তেজিত অবস্থায় পরমাণুর সংখ্যা i;

এবং i হল পরমাণুর অবস্থা I থেকে k রাজ্যে স্থানান্তরের সম্ভাবনা;

h– প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবক (h=6.626*10 -34 J*s);

n ik - একটি প্রদত্ত বর্ণালী রেখার সাথে সম্পর্কিত ট্রানজিশন ফ্রিকোয়েন্সি।

1) স্থানান্তরের সম্ভাবনা যত বেশি হবে, বর্ণালী রেখার তীব্রতা তত বেশি হবে

2) উত্তেজিত পরমাণুর সংখ্যা উচ্চ উত্তেজনা শক্তি থেকে স্থানান্তরিত হলে হ্রাস পায়

3) উৎসের তাপমাত্রা পৃথক রেখার তীব্রতা এবং সমগ্র বর্ণালীর অনুপাত নির্ধারণ করে

4) পরমাণুর উপরের স্তরের শক্তি বর্ণালী রেখার তীব্রতা নির্ধারণের প্রধান ফ্যাক্টর।

একটি পরমাণুকে উত্তেজিত করার জন্য স্তর যত কম এবং কম শক্তির প্রয়োজন হবে, সংশ্লিষ্ট বর্ণালী রেখার তীব্রতা তত বেশি হবে। প্রতিটি উপাদানের বর্ণালীতে সবচেয়ে তীব্র রেখাগুলি হল অনুরণিত রেখা, যেগুলির সর্বনিম্ন উত্তেজনা শক্তি এবং সংঘটনের সর্বোচ্চ সম্ভাবনা রয়েছে।

বর্ণালী রেখার তীব্রতা আলোর উৎসের প্লাজমা তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে,অতএব, AES-তে তীব্রতার তুলনায় বিশ্লেষণাত্মক লাইনের তীব্রতা পরিমাপ করার প্রথা রেফারেন্স লাইন (অভ্যন্তরীণ মান). প্রায়শই, এটি নমুনার প্রধান উপাদানের লাইন।

স্রাব প্লাজমাতে পরমাণুর সংখ্যা ঘনত্বের সমানুপাতিক সঙ্গে নমুনায় নির্ধারিত উপাদান

N o = p(Cm)C ;

যেখানে p (Cm) নমুনার গুণগত গঠন এবং এতে সমস্ত উপাদানের ঘনত্বের উপর নির্ভর করে একটি সহগ। সরাসরি আনুপাতিক সংযোগের উপস্থিতিতে N o = k Cএবং আমি ~ কেসি. (কোথায় N o- পরমাণুর ঘনত্ব)।

উত্তেজিত পরমাণু দ্বারা আলোর নির্গমনের পাশাপাশি রক্তরস (উত্তেজনার উত্স) মধ্যে একটি উপাদানের ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে, একই উপাদানের অবাঞ্ছিত পরমাণু দ্বারা আলো শোষণের প্রক্রিয়া ঘটে। (আত্ম-শোষণ বা রিসোর্পশন প্রক্রিয়া)।ভিতরে ফলে নির্ভরতার ধরন পরিবর্তিত হয়

I~C খ, কোথায় খ£1।

লোমাকিন সমীকরণ

I = a C খ

অথবা লগারিদমিক নির্ভরতা

log I = log a + b log C

কোথায় ক - কিছু ধ্রুবক যা রেখার বৈশিষ্ট্য, বাষ্পীভবনের হার এবং প্রসারণের হারকে একত্রিত করে;

খ - "বৃদ্ধি বক্ররেখা" এর সংশ্লিষ্ট বিভাগের ঢাল

যখন অণু নির্গত হয়, তারা গঠিত হয় ডোরাকাটাবর্ণালী

আসুন আমরা শক্তি সহ দুটি ইলেকট্রনিক স্তর বিবেচনা করি ই n(নিম্ন) এবং ই মি(উপরের)। উত্তরণ m→nএকটি ফ্রিকোয়েন্সি সহ ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণের নির্গমন (নিঃসরণ) বাড়ে

রাজ্যে পরমাণুর ঘনত্ব (প্রতি ইউনিট আয়তনে পরমাণুর সংখ্যা) যাক ই nসমান Nn, কিন্তু সক্ষম ই মি – Nm.তারপর স্বতঃস্ফূর্ত সংখ্যা sপ্রতি ইউনিট ভলিউম প্রতি ইউনিট সময় রূপান্তর অভিব্যক্তি দ্বারা নির্ধারিত হয়:

s = Nm. A mn.

ফোটন সংখ্যার অনুপাতের সমান সহগ s, স্বতঃস্ফূর্তভাবে (স্বতঃস্ফূর্তভাবে) প্রতি ইউনিট সময় নির্গত, উত্তেজিত অবস্থায় কণার সংখ্যা Nm, বলা হয় স্বতঃস্ফূর্ত নির্গমনের সম্ভাবনা, বা আইনস্টাইন সহগ ( A mn) স্বতঃস্ফূর্ত নির্গমনের জন্য। বর্ণালী লাইনের তীব্রতা আমি mn, স্তর থেকে একটি স্বতঃস্ফূর্ত পরিবর্তনের সাথে সম্পর্কিত মিস্তর প্রতি n,সমান:

I t n = hν t n. A mn. Nm,(4.1)

কোথায় hν tn- কোয়ান্টাম শক্তি;

A mn- আইনস্টাইন সহগ;

Nm- উত্তেজিত অবস্থায় পরমাণুর ঘনত্ব।

এটমাইজারে উচ্চ তাপমাত্রাগলে যাওয়া, পদার্থের বাষ্পীভবন, পরমাণুতে অণুগুলির বিচ্ছেদ এবং উচ্চ-তাপমাত্রার কণাগুলির সাথে সংঘর্ষের ফলে পরবর্তীটির উত্তেজনা ঘটে।

বায়ুমণ্ডলীয় চাপে কাজ করা বেশিরভাগ নির্গমন বর্ণালী বিশ্লেষণ আলোর উত্সগুলিতে, প্লাজমা স্থানীয় থার্মোডাইনামিক ভারসাম্য (LTE) অবস্থায় থাকে। এর মানে হল যে উচ্চ বাষ্পের ঘনত্বে, সমস্ত প্লাজমা কণার (পরমাণু, অণু, আয়ন, ইলেকট্রন) একে অপরের সাথে স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষের ফ্রিকোয়েন্সি এত বেশি যে তাদের মধ্যে গতিশক্তির একটি সম্পূর্ণ এবং বাধাহীন বিনিময় ঘটে। ফলস্বরূপ, প্লাজমা একটি তাপমাত্রা মান দ্বারা চিহ্নিত করা যেতে পারে টি. থার্মোডাইনামিক ভারসাম্যে, উত্তেজিত স্তরের জনসংখ্যা দ্বারা বর্ণনা করা হয় বোল্টজম্যান সমীকরণ :

(4.2)

স্তর থেকে স্বতঃস্ফূর্ত পরিবর্তনের সময় লাইনের তীব্রতার জন্য অভিব্যক্তি (4.1) টিস্তর প্রতি nবিবেচনায় নেওয়া (4.2) নিম্নলিখিত ফর্ম নেয়:

(4.3)

কোথায় আমি mn -রেখার তীব্রতা যখন একটি ইলেকট্রন স্তর থেকে পাস করে টিস্তর প্রতি n;

এন o এবং Nm- মাটিতে পরমাণুর ঘনত্ব এবং উত্তেজিত অবস্থা;

q মি,qn- পরিসংখ্যানগত ওজন সংশ্লিষ্ট স্তরের অবক্ষয়ের ডিগ্রি চিহ্নিত করে;

ই মিএবং ই n- শক্তি স্তর মিএবং n;

A mn- স্তর থেকে স্থানান্তরের সময় স্বতঃস্ফূর্ত নির্গমনের সম্ভাবনা মিস্তর প্রতি n;

hν mn- কোয়ান্টাম শক্তি;

টি- ভারসাম্য তাপমাত্রা, কে;

k- বোল্টজম্যান ধ্রুবক 1.3807। 10 -23 J. K -1.

সমীকরণ থেকে (4.3) স্থিরতার অনুমানে টি, মনে হবে যে লাইনের তীব্রতার সরাসরি আনুপাতিক নির্ভরতা অনুসরণ করে আমিপরমাণুর সংখ্যার উপর এন m, যা নমুনায় উপাদানটির ঘনত্বের সাথে সরাসরি সম্পর্কিত। যাইহোক, পরিমাণ দ্বারা আমিপরমাণুর আয়নকরণ এবং স্ব-শোষণের প্রক্রিয়া দ্বারা প্রভাবিত, এই নির্ভরতাকে বিকৃত করে।

পরমাণুর আয়নকরণ (M ↔ M + + ē) নির্গত কণার সংখ্যা হ্রাসের দিকে পরিচালিত করে (উত্তেজিত পরমাণু)। আয়নকরণ প্রতিক্রিয়ার ভারসাম্য গ্যাস পর্যায়ে পদার্থের ঘনত্ব হ্রাসের সাথে সাথে তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে ডানদিকে সরে যায়। অতএব, ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে, বর্ণালী রেখার তীব্রতা প্রথমে (4.3) অনুসারে বৃদ্ধি পায় এবং তারপরে হ্রাস পায়। একাউন্টে ionization গ্রহণ, বর্ণালী লাইনের তীব্রতা নির্ধারণ করা হয়

কোথায় এক্স- আয়নকরণের ডিগ্রি, যা আয়ন সংখ্যার অনুপাত দ্বারা পরিমাণগতভাবে প্রকাশ করা হয় ( এন+) চাপ স্রাব ভরাট কণার মোট সংখ্যা

সমীকরণ (4.4) প্রায় সমস্ত পরামিতি অন্তর্ভুক্ত করে যার উপর বর্ণালী রেখার তীব্রতা নির্ভর করে। এটি AES পদ্ধতির সমস্ত রূপকে অন্তর্নিহিত করে: শিখা স্পেকট্রোস্কোপি (ফ্লেম ফটোমেট্রি), বর্ণালী এবং বর্ণালী পদ্ধতি।

তাপীয় ভারসাম্যের সাথে, কণার উত্তেজনা এবং তাদের স্বাভাবিক অবস্থায় স্থানান্তরের প্রক্রিয়াগুলির মধ্যেও ভারসাম্য ঘটে। একটি পদার্থের উত্তেজনার সম্ভাবনা যত বেশি, একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় উত্তেজিত অবস্থায় কণার সংখ্যা তত কম। এই অবস্থার অধীনে উত্তেজিত পরমাণুর সংখ্যা সূত্র দ্বারা নির্ধারণ করা যেতে পারে

https://pandia.ru/text/80/088/images/image083_7.gif" width="19" height="17"> একটি প্রদত্ত বর্ণালী রেখার জন্য একটি ধ্রুবক মান৷

T বৃদ্ধির সাথে সাথে বিভিন্ন উপাদানের ইলেকট্রনিক মাত্রা উত্তেজিত হয়। এই ক্ষেত্রে, পারমাণবিক বর্ণালী প্রদর্শিত হবে।

শক্তির স্তর দ্বারা পরমাণুগুলির বন্টন জেনে, আলোর উত্সের তাপমাত্রা এবং প্রদত্ত উপাদানের পরমাণুর ঘনত্ব থেকে যে কোনও বর্ণালী রেখার তীব্রতা নির্ধারণ করা সম্ভব। সূত্র থেকে (14) এটা স্পষ্ট যে লাইনের তীব্রতা জেপ্রতি ইউনিট সময় ফোটনের সংখ্যা এবং প্রতিটি ফোটনের শক্তি দ্বারা নির্ধারিত হয়। নির্গত ফোটনের সংখ্যা সংশ্লিষ্ট উত্তেজিত অবস্থায় পরমাণুর সংখ্যার সমানুপাতিক। অতএব, উত্তেজনা সম্ভাবনা E সহ একটি লাইনের জন্য আমরা লিখতে পারি

https://pandia.ru/text/80/088/images/image085_7.gif" width="93" height="32 src="> (16)

যেখানে N0 পরমাণুর সংখ্যা আলোর উৎসে পদার্থের ঘনত্ব C দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়।

সূত্র (16) থেকে এটি স্পষ্ট যে আলোর উত্সে পদার্থের একটি ধ্রুবক ঘনত্বে, বর্ণালী রেখার তীব্রতা দৃঢ়ভাবে তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে। তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে যে কোনও রেখার তীব্রতা দ্রুত বৃদ্ধি পায়, সর্বাধিক অতিক্রম করে এবং তারপরে হ্রাস পেতে শুরু করে। তীব্রতা হ্রাস উচ্চ তাপমাত্রায় আয়নকরণ এবং নিরপেক্ষ পরমাণুর সংখ্যা হ্রাসের সাথে সম্পর্কিত। প্রতিটি লাইন, তার উত্তেজনা সম্ভাবনা এবং পদার্থের আয়নকরণ সম্ভাবনার উপর নির্ভর করে, একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় সর্বাধিক থাকে। উদাহরণস্বরূপ, নিরপেক্ষ ক্ষারীয় ধাতব পরমাণুর বর্ণালী রেখাগুলির আলোক উত্স তাপমাত্রায় সর্বাধিক তীব্রতা প্রায় 40,000 হয়৷ উচ্চ তাপমাত্রায়, তাদের তীব্রতা হ্রাস পায়৷ বোরনের জন্য, যার আয়নকরণের সম্ভাবনা অনেক বেশি, প্রায় 60,000 তাপমাত্রায় চাপ রেখার সর্বাধিক তীব্রতা পরিলক্ষিত হয়।

যখন আলোর উৎসের তাপমাত্রা পরিবর্তিত হয়, তখন বিভিন্ন উত্তেজনা সম্ভাবনা সহ বর্ণালী রেখার আপেক্ষিক তীব্রতা ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়। আপনি আলোর উত্সের তাপমাত্রা পরিবর্তন করতে পারেন এবং বর্ণালী লাইনের আপেক্ষিক তীব্রতা দ্বারা এর স্থায়িত্ব নিয়ন্ত্রণ করতে পারেন। এটি করার জন্য, বিভিন্ন উত্তেজনা সম্ভাবনা সহ একই উপাদানের দুটি লাইন নেওয়া সবচেয়ে সুবিধাজনক ( fixpair) প্রায়শই একটি উপাদানের স্পার্ক এবং আর্ক লাইনগুলিকে একটি ফিক্স জোড়া হিসাবে নেওয়া হয়। স্থির জোড়া লাইনের আপেক্ষিক তীব্রতা R শুধুমাত্র উৎস তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে:

https://pandia.ru/text/80/088/images/image087_6.gif" width="51" height="45">

যেহেতু E2 এবং E1 এর মান একে অপরের থেকে তীব্রভাবে পৃথক, তাই এই লাইনগুলির আপেক্ষিক তীব্রতা তাপমাত্রার সামান্য পরিবর্তনের জন্য খুব সংবেদনশীল। \

যদি একটি উপাদানের বেশ কয়েকটি লাইনের একই উত্তেজনা সম্ভাবনা থাকে (একটি উপরের স্তর থেকে বিভিন্ন নিম্ন স্তরে স্থানান্তর), তবে আলোর উত্সের যে কোনও তাপমাত্রায় তাদের আপেক্ষিক তীব্রতা সর্বদা স্থির থাকে। অভিন্ন উত্তেজনা সম্ভাবনার লাইনগুলিকে বলা হয় সমজাতীয়.

বিভিন্ন উপাদানের দুটি সমজাতীয় লাইনের আপেক্ষিক তীব্রতা তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে না, তবে শুধুমাত্র তাদের ঘনত্ব দ্বারা নির্ধারিত হয়

DIV_ADBLOCK29">৷

স্ব-শোষণের কারণে, বর্ণালী রেখার তীব্রতা এবং পদার্থের ঘনত্বের মধ্যে সম্পর্ক বর্ণনা করা হয়েছে লোমাকিন-শাইবে সূত্র.

https://pandia.ru/text/80/088/images/image090_5.gif" width="73" height="32">;

b - স্ব-শোষণ সহগ।

ভাত। 9. সাধারণ স্থানাঙ্কগুলিতে পদার্থের ঘনত্বের উপর বর্ণালী রেখার তীব্রতার নির্ভরতা

তাত্ত্বিকভাবে, লাইনের তীব্রতা হল https://pandia.ru/text/80/088/images/image093_7.gif" width="124" height="21 src="> (20)

কম ঘনত্বে স্ব-শোষণের অনুপস্থিতিতে b=1। ক্রমবর্ধমান ঘনত্বের সাথে, b এর মান ধীরে ধীরে হ্রাস পায়। তুলনামূলকভাবে ছোট ঘনত্বের পরিসরের জন্য, স্ব-শোষণ স্থির থাকে এবং লগারিদমিক স্থানাঙ্কে বর্ণালী রেখার তীব্রতা এবং ঘনত্বের মধ্যে সম্পর্ক রৈখিক (চিত্র 10)।

ভাত। 10. একটি ছোট ঘনত্ব সীমার জন্য লগারিদমিক স্থানাঙ্কে পদার্থের ঘনত্বের উপর বর্ণালী রেখার তীব্রতার নির্ভরতা

সরলরেখার ঢাল স্ব-শোষণের মাত্রার উপর নির্ভর করে। প্রবণতার কোণ নির্ধারণ করে ঘনত্ব সংবেদনশীলতাবর্ণালী রেখা। এটি দেখায় যে একটি পদার্থের ঘনত্বের পরিবর্তনের সাথে তীব্রতা কত দ্রুত পরিবর্তিত হয়। একই উপাদানের বিভিন্ন বর্ণালী রেখার বিভিন্ন ঘনত্ব সংবেদনশীলতা থাকতে পারে। সাধারণত, দুর্বল লাইনগুলির ঘনত্বের সংবেদনশীলতা বেশি থাকে, যেহেতু তারা স্ব-শোষণ অনুভব করে না। এ পরিমাণগত বিশ্লেষণএই লাইন ব্যবহার করার চেষ্টা করুন.

বর্ণালী রেখার প্রস্থ এবং আকৃতি।

একটি কঠিন স্তর তৈরি করা সহজ স্তরগুলি শক্তিতে সামান্য পরিবর্তিত হয়। অতএব, বেশিরভাগ বর্ণালী রেখাগুলি একাধিক একত্রিত রেখা নিয়ে গঠিত এবং একটি নির্দিষ্ট প্রস্থ রয়েছে। উপরন্তু, অনেক উপাদান বিভিন্ন পারমাণবিক ভরের সাথে আইসোটোপের মিশ্রণ। এটি বর্ণালী রেখাগুলির প্রস্থ বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে, যা 0.1 এর চেয়ে বেশি হতে পারে।

তাপীয় ভারসাম্যের প্লাজমার জন্য, উত্তেজনার ডিগ্রীর উপর পরমাণুর বন্টন বোল্টজম্যানের আইন দ্বারা নির্ধারিত হয়:

T তাপমাত্রায় একটি অবস্থায় পরমাণুর সংখ্যা;

T তাপমাত্রায় মাটিতে থাকা পরমাণুর সংখ্যা (অনিশ্চিত) অবস্থায়;

উত্তেজিত এবং স্থল রাজ্যের পরিসংখ্যানগত ওজন, যথাক্রমে;

বোল্টজম্যানের ধ্রুবক।

সূত্র (3) থেকে, পরমাণু বা অণুর শক্তি স্তরের আপেক্ষিক জনসংখ্যার ফর্ম রয়েছে:

যেখানে i এবং j সূচক দুটি স্তর নির্দেশ করে।

বর্ণালী রেখার নির্গমনের তীব্রতা প্রায় অভিব্যক্তি দ্বারা নির্ধারিত হয়:

একটি উত্তেজিত অবস্থা থেকে একটি নিম্ন রাজ্যে রূপান্তরের সম্ভাবনা;

() - ফ্রিকোয়েন্সি (তরঙ্গদৈর্ঘ্য) এই পরিবর্তনের সাথে সম্পর্কিত;

প্লাঙ্কের ধ্রুবক, =6.626 10 J s.

দুটি লাইনের তীব্রতার অনুপাত নিম্নরূপ:

পরমাণুর রেখাগুলির আপেক্ষিক তীব্রতা পরিমাপ করে যার জন্য পরামিতিগুলি g, A, E পরিচিত, সেইসাথে তাদের তরঙ্গদৈর্ঘ্যের মানগুলি, দুই-লাইন পদ্ধতি ব্যবহার করে তাপমাত্রা T গণনা করা সম্ভব। লাইনের প্রস্থ উল্লেখযোগ্যভাবে ভিন্ন হলে, সমন্বিত লাইনের তীব্রতা পরিমাপ করা উচিত।

যাইহোক, আপেক্ষিক তীব্রতা সঠিকভাবে পরিমাপ করা কঠিন হতে পারে। তাপমাত্রা পরিমাপের নির্ভুলতা উন্নত করতে, একই সাথে অনেকগুলি লাইন ব্যবহার করা এবং গ্রাফিকাল বিশ্লেষণ পরিচালনা করার পরামর্শ দেওয়া হয়। আসুন বর্ণালী রেখার বিকিরণের তীব্রতার জন্য সমীকরণ (1.4) নিম্নোক্ত আকারে কমিয়ে দেই:

এটি একটি ঢাল সহ একটি সরল রেখার সমীকরণ। অতএব, যদি আমরা E-এর সমীকরণের বাম দিকে অভিব্যক্তির নির্ভরতা প্লট করি (নিঃসরণের ক্ষেত্রে উপরের স্তরের শক্তি) এবং যদি বোল্টজম্যান বন্টনটি সন্তুষ্ট হয়, আমরা একটি সরল রেখা পাব। উপরের স্তরের শক্তির মান যত বেশি আলাদা হবে, লাইনের ঢাল নির্ণয় করা তত সহজ হবে।

ভাত। 1.4

এই উপসংহারটি চিত্রে তুলে ধরার জন্য। চিত্র 1.4 ব্যাসল্টের LIBS বর্ণালী দেখায়, যেখানে লোহার রেখার উপর নির্ভরতা প্লট করার জন্য ব্যবহৃত হয় তারা তারকাচিহ্ন দিয়ে চিহ্নিত।

ফলস্বরূপ গ্রাফটি চিত্রে দেখানো হয়েছে। 4 চিত্রে লাইনের ঢাল দ্বারা নির্ধারিত তাপমাত্রা। 4, হল 7500 K

চিত্র 1.5

LIBS প্লাজমাতে প্রাপ্ত তাপমাত্রা, অবশ্যই, সরবরাহকৃত শক্তির উপর নির্ভর করে এবং সেইজন্য প্রবাহের ঘনত্ব এবং শক্তির ঘনত্বের উপর। 1010 W/cm2 শক্তির ঘনত্বের জন্য, প্লাজমা গঠনের মুহূর্ত থেকে 1-2 μs সময়ে তাপমাত্রা সাধারণত 8000-12,000 K হয়। চিত্রে। চিত্র 5 LIBS-এ তাপমাত্রা গণনার ফলাফল দেখায়।

ভাত। 1.6

এখন, প্লাজমা বিকিরণের তাপমাত্রা পরিসীমা জেনে, আসুন প্লাজমা বিকিরণের তাপমাত্রার উপর বিভিন্ন উপাদানের পরমাণুর বর্ণালী রেখার তীব্রতার নির্ভরতা বিশ্লেষণ করি। বর্ণালী রেখার তীব্রতা গণনা করতে, সূত্র (4) ব্যবহার করা হয়

সারণি 1.1 -- 1.4 সর্বাধিক আপেক্ষিক তীব্রতার মান সহ বর্ণালী রেখার জন্য ডেটা দেখায় (Rel.Int.)

টেবিল 1.1। Fe পরমাণুর বর্ণালী রেখার নির্গমন পরামিতি

বর্ণালী রেখার তীব্রতা গণনা করার সুবিধার জন্য, আমরা সূত্র (4) কে নিম্নোক্ত আকারে কমিয়ে দিই:

আমরা প্লাজমা তাপমাত্রায় বর্ণালী রেখার বিকিরণের তীব্রতার নির্ভরতার একটি গ্রাফিক্যাল উপস্থাপনা পাই (চিত্র 1.7 - 1.11)

চিত্র 1.7।

চিত্র 1.7-এ গ্রাফ

বর্ণালী রেখার জন্য = 344.6 nm;

বর্ণালী লাইনের জন্য = 349.05 nm;

বর্ণালী লাইনের জন্য = 370.55 nm;

বর্ণালী লাইনের জন্য = 374.55 nm;

বর্ণালী রেখার জন্য = 387.85 nm;

টেবিল 1.2। Na পরমাণুর বর্ণালী রেখার নির্গমন পরামিতি

চিত্র 1.8।

চিত্র 1.8-এ গ্রাফ

বর্ণালী রেখার জন্য = 313.55 nm;

বর্ণালী লাইনের জন্য = 314.93 nm;

বর্ণালী রেখার জন্য = 316.37 nm;

বর্ণালী লাইনের জন্য = 588.99 nm;

বর্ণালী রেখার জন্য = 589.59 nm;

সারণি 1.3। Mg পরমাণুর বর্ণালী রেখার নির্গমন পরামিতি

চিত্র 1.9।

চিত্র 1.9-এ গ্রাফ

বর্ণালী রেখার জন্য = 285.21 nm;

বর্ণালী লাইনের জন্য =516.21nm;

বর্ণালী রেখার জন্য = 517.26 nm;

বর্ণালী রেখার জন্য = 518.36 nm;

বর্ণালী লাইনের জন্য = 880.67 nm;

টেবিল 1.4। আল পরমাণুর বর্ণালী রেখার নির্গমন পরামিতি

চিত্র 1.10।

চিত্র 1.10-এ গ্রাফ

বর্ণালী রেখার জন্য = 281.61 nm;

বর্ণালী লাইনের জন্য = 308.85 nm;

বর্ণালী রেখার জন্য = 466.31 nm;

বর্ণালী রেখার জন্য = 559.33 nm;

টেবিল 1.5। বি পরমাণুর বর্ণালী রেখার নির্গমন পরামিতি

চিত্র 1.11।

চিত্র 1.11-এ গ্রাফ

বর্ণালী লাইনের জন্য = 313.04 nm;

বর্ণালী রেখার জন্য = 313.10 nm;

বর্ণালী রেখার জন্য = 436.1 nm;

বর্ণালী রেখার জন্য = 467.34 nm;

বর্ণালী রেখার জন্য =527.08 nm;

স্থির তাপমাত্রা এবং অন্যান্য উত্তেজনা পরিস্থিতিতে, বিকিরণের তীব্রতার সমীকরণ (4) হয়ে যায়:

এখানে সমীকরণ (4) ব্যতীত সমস্ত গুণনীয়ককে একত্রিত করে।

যদি উত্তেজনা উত্সের অপারেটিং মোড যথেষ্ট স্থিতিশীল হয় এবং রক্তরসে পদার্থের সরবরাহের হার স্থির থাকে তবে একটি নির্দিষ্ট স্থির অবস্থা ঘটে যেখানে প্লাজমাতে একটি উপাদানের পরমাণুর সংখ্যা ঘনত্বের সমানুপাতিক হতে দেখা যায়। নমুনায় এই উপাদানটির:

নমুনায় পদার্থের ঘনত্ব; - আনুপাতিকতা সহগ।

সম্পর্ককে (1.8) প্রতিস্থাপন করে (1.7) আমরা পাই:

ঘনত্ব পরিবর্তিত হলে যদি স্রাবের অবস্থার পরিবর্তন না হয়, তাহলে সহগ স্থির থাকে এবং সমীকরণ (9) বেশ ভালভাবে সন্তুষ্ট হয়। সহগ স্রাব পরামিতি, রক্তরসে প্রবেশকারী পদার্থের শর্ত এবং উত্তেজনা এবং পরবর্তী ট্রানজিশনের বৈশিষ্ট্যযুক্ত ধ্রুবকগুলির উপর নির্ভর করে।

সমীকরণের লগারিদম (1.9) নেওয়ার সময়, আমরা পাই:

একটি ক্রমাঙ্কন গ্রাফ নির্মাণের জন্য রৈখিক নির্ভরতা খুবই সুবিধাজনক।

যাইহোক, উত্তেজিত কণা দ্বারা নির্গত সমস্ত কোয়ান্টা আলো রিসিভারে পৌঁছায় না। আলোর একটি পরিমাণ একটি অবাঞ্ছিত পরমাণু দ্বারা শোষিত হতে পারে এবং এইভাবে, একটি বিকিরণ রিসিভার দ্বারা সনাক্ত করা যাবে না। এটি তথাকথিত আত্ম-শোষণ। পদার্থের ক্রমবর্ধমান ঘনত্বের সাথে, স্ব-শোষণ বৃদ্ধি পায়।

লোমাকিন--শাইবে সমীকরণে আত্ম-শোষণকে বিবেচনায় নেওয়া হয়েছে, যা বর্ণালী রেখার তীব্রতার ঘনত্ব নির্ভরতাকে ভালভাবে বর্ণনা করে:

যেখানে সহগ উত্তেজনা উত্সের অপারেটিং মোড, এর স্থায়িত্ব, তাপমাত্রা ইত্যাদির উপর নির্ভর করে; -- স্ব-শোষণ সহগ, যা অবাঞ্ছিত পরমাণু দ্বারা আলোর কোয়ান্টার শোষণকে বিবেচনা করে।

এইভাবে, স্ব-শোষণের কারণে, ঘনত্বের উপর তীব্রতার সরাসরি আনুপাতিক নির্ভরতা একটি শক্তি-আইন নির্ভরতা দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয় (11) গ।