БЭС:
Большой
Советский
Энциклопедический
Словарь
Термины:

ПЕРЕНОСНОЕ ЗНАЧЕНИЕ СЛОВА, вторичное (производное) значение слова.
ОТШЕЛЬНИЧЕСТВО, анахоретcтво, отказ из религ. побуждений от общения с людьми.
ОПЕРАТОРЫ в квантовой теории, математич. понятие.
ЛИМОННИК (Schizandra), род растений сем. схизандровых.
ОБРАТНАЯ КОНДЕНСАЦИЯ, ретроградная конденсация.
НИТРОГЛИКОЛЬ, гликольдинитрат, O2NOCH2- CH2ONO2.
НЕПОТОПЛЯЕМОСТЬ судна, способность судна оставаться на плаву.
НАЧЁТ ДЕНЕЖНЫЙ, по сов. трудовому праву одна из форм возмещения имуществ ущерба.
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ОПТИКА, раздел оптики.
ПИРЕЙ (Peiraieus), город в Греции, на сев.-вост. берегу Саронического зал. Эгейского м..

Главная страница
Поиск по сайту
Оглавление страниц
ЛОГАРИФМИЧЕСКАЯ ЛИНЕЙКА, счётная линейка, инструмент для несложных вычислений, с помощью к-рого операции над числами (умножение, деление, возведение в степень, извлечение корня и др.) заменяются операциями над логарифмами этих чисел. Л. л. состоит из корпуса, движка и бегунка (из стекла или плексигласа), имеющего визирную линию...
Фирмы: адреса, телефоны и уставные фонды - справочник предприятий оао в экономике.
Большая Советская Энциклопедия - энциклопедический словарь:А-Б В-Г Д-Ж З-К К-Л М-Н О-П Р-С Т-Х Ц-Я

116520781228830549481ации о количестве ионов (ионный ток), из анализатора поступает также информация о массе ионов. М.-с. содержит также системы электрич. питания ц устройства, создающие и поддерживающие высокий вакуум в ионном источнике и анализаторе. Иногда М.-с. соединяют с ЭВМ.

При любом способе регистрации ионов масс-спектр в конечном счёте представляет собой зависимость величины ионного тока I от т. Напр., в масс-спектре свинца (рис. 2) каждый из пиков ионного тока соответствует однозарядным ионам изотопов свинца. Высота каждого пика пропорциональна содержанию данного изотопа в свинце. Отношение массы иона к ширине от пика (в единицах массы) R = m/бm наз. разрешающей силой или разрешающей способностью М.-с. Поскольку ширина пика на разных уровнях относит, интенсивности ионного тока различна, величина R на разных уровнях также различна. Так, напр., в спектре рис. 2 в области пика изотопа 208Рb на уровне 10% относительно вершины пика R = 250, а на уровне 50% (полувысота) R = 380. Для полной характеристики разрешающей способности прибора необходимо знать форму ионного пика, к-рая зависит от мн. факторов. Иногда разрешающей способностью наз. значение той наибольшей массы, при к-рой два пика, отличающиеся по массе на 1, разрешаются до заданного уровня. Т. к. для мн. типов М.-с. R не зависит от отношения т/е, то оба приведённых определения R совпадают. Принято говорить, что М.-с. с R до 102 имеет низкую разрешающую силу, с R ~ 102-103- среднюю, с R ~ 103 - 104 - высокую, с R > 104- 105 - очень высокую.

Рис. 1. Скелетная схема масс-спектрометра: 1 - система подготовки и введения исследуемого вещества; 2 - ионный источник: 3 - масс-анализатор; 4 - приёмник ионов; 5 - усилитель; 6 - регистрирующее устройство; 7- ЭВМ; 8 - система электрического питания; 9 - откачные устройства. Пунктиром обведена вакуумируемая часть прибора.

Общепринятого определения чувствительности М.-с. не существует. Если исследуемое вещество вводится в ионный источник в виде газа, то чувствительностью М.-с. часто наз. отношение тока, создаваемого ионами данной массы заданного вещества, к парциальному давлению этого вещества в ионном источнике. Эта величина в приборах разных типов и с разными разрешающими способностями лежит в диапазоне от 10-6 до 10-3 а/мм рт. ст. Относит, чувствительностью наз. миним. содержание вещества, к-рое ещё может быть обнаружено с помощью М.-с. в смеси веществ. Для разных приборов, смесей и веществ она лежит в диапазоне от 10-3 до 10-7 %. За абс. чувствительность иногда принимают миним. количество вещества в г, к-рое необходимо ввести в М.-с. для обнаружения этого вещества.

Рис. 2. Масс-спектр ториевого свинца (бт50% - ширина пика на полувысоте; бт 10% - ширина пика на уровне 1/10 от максимальной интенсивности).

Mace-анализаторы. В основе классификации М.-с. лежит принцип устройства масс-анализатора. Различают статич. и динамич. М.-с. В статич. масс-анализаторах для разделения ионов используются электрич. и магнитные поля, постоянные или практически не изменяющиеся за время пролёта иона через прибор. Разделение ионов является в этом случае пространственным: ионы с разными значениями т/е движутся в анализаторе по разным траекториям. В массспектрографах пучки ионов с разными величинами т/е фокусируются в разных местах фотопластинки, образуя после проявления следы в виде полосок (выходное отверстие ионного источника обычно делается в форме прямоугольной щели). В статич. М.-с. пучок ионов с заданным т/е фокусируется на щель приёмника ионов. Масс-спектр образуется (развёртывается) при изменении магнитного или электрич. поля, в результате чего в приёмную щель последовательно попадают пучки ионов с разными величинами т/е. При непрерывной записи ионного тока получается график с ионными пиками (рис. 2). Для получения в такой форме масс-спектра, зарегистрированного масс-спектрографом на фотопластинке, используются микрофотометры. На рис. 3 приведена схема распространённого статич. масс-анализатора с однородным магнитным полем. Ионы, образованные в ионном источнике, выходят из щели шириной S1 в виде расходящегося пучка, к-рый в магнитном поле разделяется на пучки ионов с разными т/е(ma/e;mb/e;mc/e), причём пучок ионов с массой ть фокусируется на щель S2 приёмника ионов. Величина тb/е определяется выражением:
[1832-2.jpg]

где ть - масса иона (в атомных единицах массы), е - заряд иона (в ед. элементарного электрического заряда), r - радиус центральной траектории ионов (в см), Н - напряжённость магнитного поля (в э), V - приложенная разность потенциалов (в в), с помощью к-рой ускорены ионы в ионном источнике (ускоряющий потенциал).

Рис. 3. Схема статического магнитного анализатора с однородным магнитным полем; S1 и S2 - щели источника и приёмника ионов; ОАВ - область однородного магнитного поля Н, перпендикулярного плоскости рисунка, тонкие сплошные линии - границы пучков ионов с разными m/e; r - радиус центральной траектории ионов.

Развёртка масс-спектра производится изменением Н или V. Первое предпочтительнее, т. к. в этом случае по ходу развёртки не изменяются условия "вытягивания" ионов из ионного источника. Разрешающая способность такого М.-с.:
[1832-3.jpg]
Если бы фокусировка ионов была идеальной, то в случае масс-анализатора, у к-рого X1 = Х2 (рис. 3), оч было бы в точности равно ширине щели источника S1. В действительности б1> S1, что уменьшает разрешающую способность М.-с. Одной из причин уширения пучка является разброс в кинетич. энергии у ионов, вылетающих из ионного источника. Это в большей или меньшей степени неизбежно для любого ионного источника (см. ниже). Др. причинами являются: наличие у данного пучка значит, расходимости, рассеяние ионов в анализаторе из-за столкновения с молекулами остаточного газа, "расталкивание" ионов в пучке из-за одноимённости их зарядов. Для ослабления влияния этих факторов применяют "наклонное вхождение" пучка в анализатор и криволинейные границы магнитного поля. В нек-рых М.-с. применяют неоднородные магнитные поля, а также т. н. призменную оптику (см. Электронная и ионная оптика). Для уменьшения рассеяния ионов стремятся к созданию в анализаторе высокого вакуума (=
Сделать S1 и S2 меньше неск. мкм технически трудно. Кроме того, это привело бы к очень малым ионным токам. Поэтому в приборах для получения высокой и очень высокой разрешающей способности приходится использовать большие величины r и соответственно длинные ионные траектории (до неск. м).

В динамич. масс-анализаторах для разделения ионов с разными т/е используют, как правило, разные времена пролёта ионами определённого расстояния. Существуют динамич. анализаторы, в к-рых используется сочетание электрического и магнитного полей, и чисто электрич. анализаторы. Для динамич. масс-анализаторов общим является воздействие на ионные пучки импульсных или радиочастотных электрич. полей с периодом, меньшим или равным времени пролёта ионов через анализатор. Предложено более 10 типов динамич. масс-анализаторов, в том числе время-пролётный (1), радиочастотный (2), квадрупольный (3), фарвитрон (4), омегатрон (5), магнито-резонансный (6), циклотронно-резонансный (7). Первые четыре анализатора являются чисто электрическими, в последних трёх используется сочетание постоянного магнитного и радиочастотного электрич. полей.

Рис. 4. Пример масс-анализатора с двойной фокусировкой. Пучок ускоренных ионов, вышедших из щели S1 источника ионов, последовательно проходит через электрическое поле цилиндрического конденсатора, который отклоняет ионы на 90°, затем через магнитное поле, отклоняющее ионы ещё на 60°, и фокусируется в щель S2 приёмника коллектора ионов.

Во время- п р о л ё т н о м М.-с. (рис. 5) ионы образуются в ионном источнике очень коротким электрич. импульсом и "впрыскиваются" в виде "ионного пакета" через сетку 1 в анализатор 2, представляющий собой эквипотенциальное пространство. "Дрейфуя" вдоль анализатора по направлению к коллектору ионов 3, исходный пакет "расслаивается" на ряд пакетов, каждый из к-рых состоит из ионов с одинаковыми т/е.

Рис. 5. Схема время-пролётного масс-анализатора. Пакет ионов с массами m1 и т2 (чёрные и белые кружки), "вброшенный " в анализатор через сетку 1, движется в дрейфовом пространстве 2 так, что тяжёлые ионы (m1) отстают от лёгких (m2); 3- коллектор ионов.

Расслоение обусловлено тем, что в исходном пакете энергия всех ионов одинакова, а их скорости и, следовательно, времена пролёта t анализатора обратно пропорциональны
[1832-4.jpg]

Здесь V - ускоряющий потенциал, L - длина анализатора. Последовательность ионных пакетов, приходящих на коллектор, образует масс-спектр, к-рый регистрируется, напр, на экране осциллографа. В радиочастотном М.-с. (рис. 6) ионы приобретают в ионном источнике одинаковую энергию eV и проходят через систему последовательно расположенных сеточных каскадов. Каждый каскад представляет собой три плоскопараллельные сетки 1, 2, 3, расположенные на равном расстоянии друг от друга. К средней сетке относительно двух крайних приложено высокочастотное электрич. со поле Uвч. При фиксированных частоте этого поля и энергии ионов eV только ионы с определённым т/е имеют такую скорость v, что, двигаясь между сетками 1 я 2 в полупериоде, когда поле между ними является ускоряющим для ионов, они пересекают сетку 2 в момент смены знака поля и проходят между сетками 2 и 3 также в ускоряющем поле. Т. о., они получают макс, прирост энергии и попадают на коллектор. Ионы других масс, проходя эти каскады, либо тормозятся полем, т. е. теряют энергию, либо получают недостаточный прирост энергии и отбрасываются в конце пути от коллектора высоким тормозящим потенциалом U3 В результате на коллектор попадают только ионы с определённым т/е. Масса таких ионов определяется соотношением:
[1832-5.jpg]

Рис. 6. Схема радиочастотного масс-анализатора: 1, 2, 3 - сетки, образующие трёхсеточный каскад, на среднюю сетку 2 подано высокочастотное напряжение UB4, Ионы с определённой скоростью и, следовательно, определённой массой, внутри каскада ускоряясь высокочастотным полем, получают больший прирост кинетической энергии, достаточный для преодоления тормозящего поля и попадания на коллектор.

где а - численный коэффициент, S - расстояние между сетками. Перестройка анализатора на регистрацию ионов др. масс осуществляется изменением либо начальной энергии ионов, либо частоты высокочастотного поля.

В квадрупольном М.-с. (рис. 7) разделение ионов осуществляется в поперечном электрич. поле с гиперболич. распределением потенциала. Поле создаётся квадрупольным конденсатором (квадруполем), состоящим из четырёх стержней круглого или квадратного поперечного сечения, расположенных симметрично относительно центр, оси и параллельно ей. Противолежащие стержни соединены попарно, и между парами приложены постоянная и переменная высокочастотные разности потенциалов. Пучок ионов вводится в анализатор вдоль оси квадруполя через отверстие 1. При фиксированных значениях частоты w я амплитуды переменного напряжения U0только у ионов с определённым значением т/е амплитуда колебаний в направлении, поперечном оси анализатора, не превышает расстояния между стержнями. Такие ионы за счёт начальной скорости проходят через анализатор и, выходя из него через выходное отверстие 2, регистрируются, попадая на коллектор ионов. Сквозь квадруполь проходят ионы, масса которых удовлетворяет условию:
[1832-6.jpg]

Рис. 7. Квадрупольный масс-анализатор: 1 и 2 - входное и выходное отверстия анализатора; 3- траектории ионов; 4- генератор высокочастотного напряжения.

где а - постоянная прибора. Амплитуда колебаний ионов др. масс нарастает по мере их движения в анализаторе так, что эти ионы достигают стержней и нейтрализуются. Перестройка на регистрацию ионов др. масс осуществляетс