μονοχρωματιστήρας

Συσκευή που έχει προορισμό να απομονώνει από δέσμη φωτεινών ακτινοβολιών μια ακτινοβολία δεδομένου μήκους κύματος, δηλαδή δεδομένου χρώματος (μονοχρωματικό φως)· κατ’ επέκταση, μ. καλείται και κάθε συσκευή ικανή να διαχωρίζει μια δέσμη ομοιογενών ακτίνων από μια σύνθετη ακτινοβολία, είτε ηλεκτρομαγνητική είτε σωματιδίων. Οι μ. διαφέρουν ανάλογα με την ειδική περιοχή μήκους κύματος εντός της οποίας λειτουργούν. Στην περιοχή της ορατής ακτινοβολίας, ο μ. αποτελείται συνήθως από ένα πρίσμα, μέσα στο οποίο οι ακτινοβολίες διάφορου μήκους κύματος, που αποτελούν την προσπίπτουσα ακτινοβολία, διατρέχουν διάφορες γεωμετρικές διαδρομές και εξέρχονται υπό διαφορετικές γωνίες· κάτω από τις συνθήκες αυτές, μια κατάλληλα τοποθετημένη σχισμή επιτρέπει τη δίοδο μόνο του επιθυμητού μήκους κύματος. Μονοχρωματικό φως επιτυγχάνεται επίσης και με την απορρόφηση, με κατάλληλα φίλτρα, όλων των ακτινοβολιών, εκτός από εκείνη που ενδιαφέρει· στην περίπτωση αυτή έχουμε μ. δι’ απορρόφησης. Σήμερα, όταν χρειάζεται φωτεινή πηγή συγκεκριμένου μήκους κύματος χρησιμοποιούνται φωτεινές πηγές laser (βλ. λ.) που έχουν το πρόσθετο πλεονέκτημα το φως τους να είναι σύγχρονο. Στην ακτινοβολία σωματιδίων ο διαχωρισμός συνίσταται στην επιλογή σωματιδίων της αυτής ταχύτητας, στην οποία, σύμφωνα με την κυματομηχανική, αντιστοιχεί το αυτό μήκος κύματος, εφόσον έχουν την αυτή μάζα· στη δυνατότητα διαχωρισμού σωματιδίων δεδομένης ταχύτητας βασίζονται οι μ. για ηλεκτρόνια και για ιόντα. Σ’ ένα μ. για ηλεκτρόνια, μια δέσμη θερμοηλεκτρονίων (ηλεκτρόνια που εκπέμπονται από θερμή κάθοδο) εκπέμπεται με ταχύτητα U από το νήμα F, σ’ έναν θάλαμο όπου επικρατεί κενό, υπό κυκλική τροχιά, η οποία παράγεται από ένα μαγνητικό πεδίο έντασης Η κάθετα προς το επίπεδο της τροχιάς. Αν δε μεταβληθούν τα λοιπά στοιχεία, η ταχύτητα U καθορίζει την ακτίνα καμπυλότητας της τροχιάς. Τα θερμοηλεκτρόνια συλλέγονται σ’ ένα φρέαρ Φάραντεϊ Κ και το (ηλεκτρικό) φορτίο τους μετριέται από ένα ηλεκτρόμετρο D. Με τον τρόπο αυτόν υπολογίζεται η ταχύτητα U και, μεταβαλλόμενης της r, δηλαδή της θέσης του Κ, καθορίζεται στατιστικά η διανομή των ταχυτήτων των θερμοηλεκτρονίων. Σχηματική παράσταση μονοχρωματιστήρα. Μία ακτίνα λευκού φωτός διασπάται από το πρίσμα και πέφτει στο διάφραγμα, πάνω στο οποίο υπάρχει σχισμή παράλληλη προς την ακμή του πρίσματος. Στην εικόνα, η σχισμή αντιστοιχεί στη θέση της πράσινης ακτινοβολίας, η οποία με τον τρόπο αυτό απομονώνεται. Το πλάτος της σχισμής ρυθμίζεται με κοχλία πολύ μικρού βήματος.