2) только из оптического стекла
3) из кварца и из стекла
4) из кварца или из стекла
Правильный ответ — изготовление измерительных кювет и оптических элементов из кварцевого стекла. Кварцевое стекло (плавленый диоксид кремния) обладает высокой светопропускаемостью в ультрафиолетовой и видимой областях спектра, низким собственным поглощением, слабой флуоресценцией и высокой химической устойчивостью. Поэтому материал не вносит существенных искажений в измеряемую оптическую плотность исследуемого раствора.
При спектрофотометрии регистрируется ослабление светового потока после прохождения через образец: оптическая плотность рассчитывается как A = −lg T, где T — коэффициент пропускания. Если кювета, линзы, окна, призмы или другие элементы изготовлены из материала, поглощающего излучение в рабочем диапазоне, прибор будет регистрировать суммарное поглощение образца и оптической системы. Это приводит к систематической погрешности, особенно при ультрафиолетовых исследованиях, поэтому применение кварца должно распространяться на весь оптический путь прибора.
| Критерий | Кварцевое стекло | Обычное оптическое стекло | Значение для спектрофотометрии |
|---|---|---|---|
| Основной компонент | Диоксид кремния высокой чистоты | Силикатное стекло с добавками оксидов металлов | Состав определяет спектральное поглощение материала |
| Пропускание ультрафиолета | Высокое, обычно начиная примерно со 190 нм | Ограниченное; коротковолновое УФ-излучение значительно поглощается | Для УФ-анализа необходим кварцевый оптический тракт |
| Рабочая область | Ультрафиолетовая, видимая и часть инфракрасной области | Преимущественно видимая область спектра | Кварц обеспечивает универсальность измерений в широком диапазоне длин волн |
| Химическая устойчивость | Высокая устойчивость к большинству растворов и реагентов | Зависит от состава; возможны выщелачивание и повреждение поверхности | Кварцевые кюветы лучше сохраняют метрологические характеристики |
| Термическая устойчивость | Высокая, низкое тепловое расширение | Обычно ниже, возможны изменения при нагревании | Снижается риск деформации и смещения результатов |
| Роль в оптической системе | Может использоваться для кювет, линз, окон, призм и других элементов | Способно дополнительно поглощать или рассеивать излучение | Материал всех элементов оптического пути должен соответствовать рабочему диапазону |
Перед измерением выполняют установку нулевой линии и контроль холостой пробы, однако эти процедуры не устраняют принципиального ограничения материала, не пропускающего нужную длину волны. Кюветы должны быть оптически однородными, без царапин, загрязнений и пузырьков, а рабочие грани — ориентированы одинаково. Использование кварца особенно обязательно при определении веществ по максимумам поглощения в ультрафиолетовой области. Поэтому кварцевое исполнение обеспечивает достоверность и сопоставимость спектрофотометрических результатов.