Układ monochromatyczny, składający się z monochromatora, jest kluczowym elementem w wielu technikach analitycznych, takich jak spektrofotometria czy spektroskopia. Jego głównym zadaniem jest przeniesienie monochromatycznego promieniowania na szczelinę wyjściową, umożliwiając analizę próbki.
Monochromator składa się z kilku podstawowych elementów. Siatka dyfrakcyjna (SD) jest jednym z najważniejszych komponentów. Siatka ta zawiera równoległe linie lub szczeliny o określonym rozstawie, które rozpraszają światło na składowe różnej długości fali. Działanie siatki opiera się na zasadzie dyfrakcji, która pozwala na selektywne rozpraszanie światła na różne kąty.
Dodatkowo, w układzie monochromatycznym znajdują się również zwierciadła Z1 i Z2, które są odpowiedzialne za skierowanie rozproszonego światła na odpowiednią drogę. Zwierciadła te mogą być zakrzywione lub płaskie, w zależności od konstrukcji monochromatora. Ich rola polega na skupieniu światła na szczelinie wyjściowej Sz2.
Szczeliny, zarówno wejściowa Sz1, jak i wyjściowa Sz2, pełnią ważną funkcję w układzie monochromatycznym. Szczelina wejściowa Sz1 kontroluje ilość światła, które wpada do monochromatora. Zbyt szeroka szczelina może spowodować nadmierną ilość światła, co prowadzi do zmniejszenia czułości oznaczenia. Z kolei zbyt wąska szczelina przepuszcza małą ilość światła, co również wpływa na zmniejszenie czułości pomiarów. Optymalna szerokość szczeliny powinna być dobrana eksperymentalnie, uwzględniając charakterystykę próbki i wymagania pomiarowe.
Warto zaznaczyć, że szerokość szczeliny ma wpływ nie tylko na czułość oznaczeń, ale także na rozdzielczość spektralną monochromatora. Węższa szczelina umożliwia lepszą rozdzielczość, czyli odróżnienie bliźniaczych linii spektralnych. Jednakże, istnieje kompromis między rozdzielczością a czułością pomiarów, dlatego należy dobrać optymalną szerokość szczeliny w zależności od konkretnego przypadku.
W praktyce, dostępne monochromatory często posiadają regulowaną szerokość szczeliny, umożliwiając użytkownikowi dostosowanie parametrów pomiarowych w zależności od potrzeb. Dobra kalibracja i optymalne ustawienie monochromatora są kluczowe dla uzyskania dokładnych i wiarygodnych wyników analizy próbek.
Układ monochromatyczny, złożony z monochromatora, siatki dyfrakcyjnej, zwierciadeł oraz szczelin, odgrywa istotną rolę w analizie spektrofotometrycznej. Optymalna szerokość szczeliny monochromatora musi być dobrana eksperymentalnie, uwzględniając zarówno czułość pomiarów, jak i rozdzielczość spektralną.
Zwiększenie szerokości szczeliny wpływa na poszerzenie wiązki przechodzącej a co za tym idzie na zmniejszenie czułości oznaczeń. Zbyt wąska szczelina przepuszcza małą ilość światła, co również prowadzi do zmniejszenia czułości oznaczenia. Optymalną szerokość należy ustawić doświadczalnie.
