مطياف أجهزة كشف الإشارة البصرية

كشف الإشارة البصريةمطياف الأجهزة
A مطيافهو جهاز بصري يفصل الضوء متعدد الألوان إلى طيف. هناك أنواع عديدة من أجهزة قياس الطيف، فبالإضافة إلى أجهزة قياس الطيف المستخدمة في نطاق الضوء المرئي، هناك أجهزة قياس الطيف بالأشعة تحت الحمراء وأجهزة قياس الطيف فوق البنفسجية. ووفقًا لعناصر التشتت المختلفة، يمكن تقسيمها إلى مطياف منشوري، ومطياف شبكي، ومطياف تداخلي. ووفقًا لطريقة الكشف، هناك مطياف للملاحظة المباشرة بالعين، ومطياف للتسجيل باستخدام أفلام حساسة للضوء، ومطياف ضوئي للكشف عن الأطياف باستخدام عناصر كهروضوئية أو حرارية. أما جهاز أحادي اللون فهو جهاز طيفي يُخرج خطًا كروماتوغرافيًا واحدًا فقط عبر شق، ويُستخدم غالبًا مع أجهزة تحليلية أخرى.
يتكون جهاز قياس الطيف النموذجي من منصة بصرية ونظام كشف. ويشمل الأجزاء الرئيسية التالية:
1. الشق الساقط: نقطة الجسم في نظام التصوير الخاص بالمقياس الطيفي والتي تشكلت تحت إشعاع الضوء الساقط.
٢. عنصر التوازي: يصبح الضوء المنبعث من الشق ضوءًا متوازيًا. قد يكون عنصر التوازي عدسة مستقلة، أو مرآة، أو مدمجًا مباشرةً مع عنصر تشتيت، مثل الشبكة المقعرة في مطياف الشبكة المقعرة.
(3) عنصر التشتت: يستخدم عادة شبكة، بحيث تنتشر إشارة الضوء في الفضاء وفقًا لطول الموجة إلى أشعة متعددة.
4. عنصر التركيز: قم بتركيز الشعاع المشتت بحيث يشكل سلسلة من صور الشق الساقط على المستوى البؤري، حيث تتوافق كل نقطة من الصورة مع طول موجي محدد.
٥. مصفوفة الكاشف: تُوضع على المستوى البؤري لقياس شدة الضوء لكل نقطة من نقاط الصورة ذات الطول الموجي. يمكن أن تكون مصفوفة الكاشف مصفوفة CCD أو أنواعًا أخرى من مصفوفات كاشفات الضوء.
أكثر أجهزة قياس الطيف شيوعًا في المختبرات الرئيسية هي أجهزة التصوير المقطعي المحوسب، وتسمى هذه الفئة من أجهزة قياس الطيف أيضًا بمقياسات أحادية اللون، والتي تنقسم بشكل أساسي إلى فئتين:
١. بنية تصوير مقطعي محوسب متماثلة خارج المحور. يتميز هذا الهيكل بمسار بصري داخلي متماثل تمامًا، وعجلة برج الشبكة لها محور مركزي واحد فقط. بسبب التماثل الكامل، سيحدث حيود ثانوي، مما ينتج عنه ضوء شارد قوي للغاية، ولأنه مسح خارج المحور، ستنخفض دقته.
٢. هيكل التصوير المقطعي المحوسب المحوري غير المتماثل، أي أن المسار الضوئي الداخلي غير متماثل تمامًا، وعجلة برج الشبكة مزودة بمحورين مركزيين، مما يضمن مسح دوران الشبكة في المحور، ويمنع الضوء الشارد بفعالية، ويحسن الدقة. يتمحور تصميم هيكل التصوير المقطعي المحوسب المحوري غير المتماثل حول ثلاثة محاور رئيسية: تحسين جودة الصورة، والتخلص من الضوء الحيود الثانوي، وتعظيم التدفق الضوئي.
مكوناتها الرئيسية هي: أ. الحادثمصدر الضوءب. شق المدخل ج. مرآة التوجيه د. الشبكة هـ. مرآة التركيز و. فتحة الخروج ز.كاشف ضوئي
المطياف (Spectroscope) هو جهاز علمي يُحلل الضوء المُعقد إلى خطوط طيفية، تتكون من منشورات أو شبكات حيود، وغيرها، باستخدام المطياف لقياس الضوء المنعكس من سطح الجسم. يُعد ضوء الشمس ذو الألوان السبعة جزءًا من الطيف المرئي الذي يمكن للعين المجردة تمييزه، ولكن إذا قام المطياف بتحليل الشمس وفقًا لترتيب الطول الموجي، فإن الضوء المرئي لا يُمثل سوى نطاق صغير من الطيف، بينما لا تستطيع العين المجردة تمييز باقي الطيف، مثل الأشعة تحت الحمراء والميكروويف والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية، وغيرها. من خلال التقاط معلومات الضوء بواسطة المطياف، وتطوير ألواح التصوير الفوتوغرافي، أو العرض الآلي المحوسب للأجهزة الرقمية، يتم عرض وتحليل العناصر الموجودة في المادة. تُستخدم هذه التقنية على نطاق واسع في الكشف عن تلوث الهواء وتلوث المياه ونظافة الأغذية وصناعة المعادن، وغيرها.