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Prima di passare alle specifiche operative dello Spettrofotometro a prisma AMRA, confrontiamo questo spettrofotometro con uno con dispersione a reticolo di diffrazione. Reticolo di diffrazione Lente a Corta focale RAMO RICEVITORE Specchio parabolico Laser Nd-YAG Q-switched Fig 5 - Schema rappresentativo di uno spettrofotometro a con dispersione a reticolo In figura 5 è riportato uno Spettrofotometro in dotazione all’Istituto Motori di cui abbiamo accennato in precedenza. La principale differenza tra lo Spettrofotometro Istituto Motori e lo Spettrofotometro AMRA consiste appunto nel sistema utilizzato per disperdere la luce. Schematizzando le caratteristiche dei due spettrografi, possiamo meglio evidenziarne le differenze. A Reticoli A Prismi • Dispersione lineare alta nell’ UV Spettrale in UV-VIS media nel VIS bassa nell’ IR • Campo spettrale 200nm - 500nm 200nm – 1100 nm • Efficienza dipendente da λ indipendente da λ • Luminosità limitata da SLIT non limitata • Ordini superiori Interferenti assenti Telecamera CCD intensificata Specchio concavo RAMO TRASMETTITORE
Con il nuovo spettrofotometro abbiamo quindi più risoluzione spettrale dove ci interessa di più, ovvero nell’UV, inoltre abbiamo allargato il campo spettrale di indagine fino a 1100nm. Nello schema rappresentativo dello spettrofotometro con reticolo di diffrazione, non è rappresentata una SLIT (o fenditura), che si trova tra lo specchio concavo ed il reticolo di diffrazione, la quale è necessaria per la risoluzione spettrale,ma blocca una parte della luce, raccolta dallo specchio concavo, che altrimenti raggiungerebbe il reticolo di diffrazione. Nello spettrofotometro a prisma non sono presenti SLIT che limitano la luminosità. Un ultimo punto a favore dello spettrofotometro a prisma è che esso non soffre del problema degli ordini superiori che possono disturbare le misure nell’altro tipo di spettrofotometro. Il fatto di avere una migliore risoluzione nell’UV ci consente di fare una caratterizzazione più efficace delle specie che assorbono in questo range. Inoltre un range di misure più ampio ci consente di avere più informazioni sugli aerosol, da una parte, mentre dall’altra ci consente di andare in un range di lunghezze d’onda in cui sono presenti diverse bande di assorbimento di H2O ed O2. Una misura di H2O ci permette di valutare l’umidità relativa, mentre una misura di O2 ci consente di fare misure di densità dell’aria atmosferica, rappresentandone esso il 21%, e quindi accoppiando le due misure si possono anche fare misure di temperatura. Andiamo a vedere ora quali sono le specifiche operative dello spettrofotometro a prisma sottile e le specie misurabili. • Banda spettrale 200 - 1100 nm UV - VIS - NIR • Raggio d’azione 1 cm Campioni concentrati 1 - 10 m Emissioni (Motori) 10 - 100 m es. Traffico urbano 100 - 1000m Mappature spaziali 2D • Trasmettitore Plasma Prodotto da Laser (Laser Optical Breakdown) + Specchio parabolico(Collimatore)
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