|
3.3 Indiy atomlari dastasini hosil qilish
Umuman fan va texnologiyada atom va molekulalarning o’ta kam miqdorlarini qayd qilish muhim texnologik masala xisoblanadi.Bu shu bilan izohlanadiki,bugungi kunda ko’pchilik masalalarni hal qilishda,xususan:o’ta toza moddalar olish texnologiyalarida,zamonaviy analitik kimyoda,geologiya mineriyalogiyada,meditsina va atrof muhit himoyasi kabi sohalarda kantrol qilinayotgan atom va molekulalarning konsentratsiyasining % miqdorida nazorat qilib turish talab etiladi.Ba’zi sohalarda bu kabi analizlarni o’tkazish ananaviy metodlar bilan amalga oshirilishi mumkin,lekin ko’pchilik xollarda bu sezgirlik chegarasi % bilan chegaralanadi. Bunday xollarda,yani o’ta yuqori sezgirlik talab qilingan xollarda ko’pchilik tanqiqotchilar lazerli analitik metodlarga tayanadilar. Bunday o’ta sezgir metodlardan biri lazerli fotoionazatsion metod xisoblanadi.Bu metodning asosida lazer nurlari yordamida yakka atomni qayd qilish yotadi.
Lazer nur yordamida yakka atomni qayd qilish jarayoni bir nechta ketma-ket bosqichlardan iborat: birinchidan, namunadagi atomlarni vacuum sohasiga yetkazish jarayoni; ikkinchidan,atomlarni shunday yo’naltirish kerakki,ular lazer nurlari bilan tasirlashish zonasiga maksimal yetib borsin; uchinchidan,lazer nuri yordamida atomlarning maksimal fotoionlashishini tashkil qilish kerak; va oxirgisi,to’rtinchidan, fotoionizatsiya jarayonida hosil bo’lgan fotoionlarni maksimal qayd qilishni tashkil etish shart.
Atomlarni qayd qilish jarayonining ha bir bosqichida o’ziga xos effiktivlik koeffitsenti mavjud:
-atomlarni namunadan ajralib, erkin harakatlanish koeffitsenti.
- atomlarning ta’sirlashish zonasiga yetkazish effiktivligi.
-atomlarning nurlanish ehtimoliyati.
-atomlarni nurlanish zonasida lazer nuri bilan rezanans fotoionizatsiya effektivlgi.
-fotonlarni qayd qilish effektivligi.
U holda yakka atomlarni qayd qilishning to’la ehtimoliyati quyidagicha:
= (1)
Faqat ղ=1 bo’lgan holdagina yuqori sezgirlik bilan yakka atomni qayd qilish to’g’risida gapirish mumkin. Bunday chegaraviy sezgirlikka erishish, har bir tajribaning sharoitiga bog’liq.
Bu jarayonlar ichida eng muhimi atomlarni lazer nuri bilan o’zaro ta’sirlashish zonasiga yetkazish masalasi. Bu yerda uchta variant bo’lishi mumkin:
1. Atomlarni bug’ ko’rinishida fotoionizatsion kameraga shunday kiritish kerakki,u o’zining xaotik tezligi bilan nurlanish zonasiga borsin.
2. Atomlarni biror-bir bufer gazlar yordamida nurlanish zonasiga yetkazish.
3. Atomlarni vakuumda bug’lantirib,kallimatorlar yordamida atomlar dastasi xolida lazer bilan nurlanish zonasiga yetkazish.
Bu uch variantning ichidan faqat uchinchisini ,ya’ni kallimatorlar yordamida hosil qilingan atomlar dastasi variantini to’liq ko’rib chiqamiz. Atomlar dastasining kollimatsiya darajasiga qarab, nurlanish zonasiga namunadan bog’langan atomlarning atigi 10% ni ( ) yetkazish mumkin. Bu esa ,atomlar dastasi yordamida yakka atomni qayd qilishni qat’iy chegaralaydi.Lazer nuri yordamida har bir atomning nurlanish ehtimoliyati, lazer impulslarining takrorlanishiga bog’liq.
3.5-rasm. Atomlar dastasini hosil qilish va lazer nuri yordamida o’yg’otish sxemasi.
Agar har bir atomning nurlanish zonasidan tezlik bilan uchib o’tish vaqti bo’lsa, u
= (2)
bo’ladi. a-nurlanish zonasining uzunligi. Bu yerda = – namunaning T temperaturasidagiatomlarning o’rtaga uchib chiqish tezligi.Atomlar dastasida uchib chiqayotgan har bir atomni qayd qilish uchun lazer nuri uzliksiz ravishda atomlarni nurlantirib turishi kerak.Prinspial jihatdan bu yerda atomlarni nurlatishning ikkita rejimi mavjud: Impulsi davriy yoki uzliksiz rejimlar.
Nurlanish zonasidan uchib o’tayotgan atomning nurlanish ehtimoliyati quyidagicha aniqlanadi:
=ƒ , ƒ (3)
ƒ-lazer impulsining takrorlanishi.
Atomlar dastasidan uchib o’tayotgan barcha atomlarni nurlantirish uchun lazer impulse takrorlanishi ƒ quyidagi shartni qanoatlantirishi lozim:
ƒ (4)
Real tajribalarda a= 0,1 1,0 sm gacha; = gacha bo’ladi. Shu sababli iloji boricha lazer impulslarining takrorlanish darajasi yuqori bo’lishi kerak.
Bizning tajribamizda neytral atomlar dastasini hosil qilish uchun elektritermik atomizatordan foydalanildi.
Uning ishlash jarayoni II- bobda to’liq bayon etilgan.
Indiy atomlaridan iborat atomlar dastasi quyidagicha shakllantirildi: metal shaklidagi indiy atomizator tigeli joylashtirilib, elektr toki yordamida qizdirildi. Atomizator temperaturasi optik pirometr yordamida o’lchab borildi.Bunday konstruksiyadagi atomizator 20 dan 2000 temperaturagacha qizdira oladi.Bunda hosil bo’lgn atomlar dastasidagi konsentratsiyz ni tashkil etadi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
