spettrografo

spettrografo Apparecchio che serve a produrre e a registrare lo spettro di una sorgente di radiazioni, in particolare luminose (s. ottico) o elettromagnetiche in genere (s. per radioonde, per raggi X ecc.); anche, in relazione ai significati estensivi del termine spettro, denominazione di vari apparecchi, che in genere sono analizzatori armonici, per produrre e registrare spettri di correnti elettriche variabili, di vibrazioni elastiche, di suoni ecc. La spettrografia è l’insieme delle tecniche sperimentali relative alla produzione e alla registrazione di spettri (ottici o di altra natura) mediante spettrografi.

Gli s. per neutroni utilizzano la diffusione anelastica di neutroni di bassa energia (➔ neutrone), generalmente minore di 1 eV, per lo studio di materiali solidi, liquidi e gassosi; sono basati sulla misurazione dell’energia e della quantità di moto scambiate dai neutroni con gli atomi che costituiscono il campione, consentendone la determinazione delle proprietà dinamiche. Come sorgente di neutroni può essere impiegato un reattore nucleare o la spallazione in un metallo pesante ad opera di un fascio di protoni.

Gli s. ottici differivano in passato dai corrispondenti spettroscopi solo per il fatto che in essi il cannocchiale d’osservazione era sostituito da una macchina fotografica. Con l’avvento dei fotorivelatori e dell’automazione delle operazioni di misurazione e di registrazione sotto il controllo di un elaboratore elettronico, questa distinzione è venuta meno e nell’uso corrente i termini s., spettroscopio, spettrometro e spettrofotometro sono usati come sinonimi.

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Gli s. per raggi X sono apparecchi per studiare lo spettro d’emissione di una sorgente di raggi X. Sono costituiti da una fenditura a (v. .) in una lastrina di materiale opaco ai raggi X, destinata a delimitare il fascio di raggi proveniente dalla sorgente in esame, da un dispersore b e da un rivelatore c. Il dispersore, che in realtà è un diffrattore, è costituito da una lamina cristallina. Fra tutte le radiazioni che costituiscono il fascio incidente sulla lamina, è diffratta coerentemente soltanto quella avente lunghezza d’onda λ che soddisfi la relazione di Bragg nλ=2dsenϑ, dove n è l’ordine di diffrazione, d è la distanza fra due piani cristallini adiacenti e ϑ è l’angolo sotto cui la radiazione incide sulla lamina; la radiazione diffratta emerge dal dispersore formando un angolo 2ϑ con la direzione del fascio incidente; ruotando il cristallo vengono a essere diffratte successivamente le diverse radiazioni costituenti il fascio incidente. Il rivelatore è costituito in genere da un contatore Geiger o da un contatore a scintillazione (in passato venivano invece usate una lastra o una pellicola fotografica). Per raggi di lunghezza d’onda maggiore di circa 20 Å (e fino a 400 Å) non possono più usarsi reticoli cristallini come dispersori e si ricorre a reticoli di diffrazione di tipo ottico usati ad angoli di incidenza radente. Con il nome di s. per raggi X sono anche indicati apparecchi che servono per studiare la struttura di sostanze cristalline mediante l’esame della figura di diffrazione prodotta da tali sostanze investite da raggi X; poiché il fenomeno su cui questi dispositivi si basano è ancora la diffrazione di raggi X a opera di reticoli cristallini, si tratta di apparecchi concettualmente e anche costruttivamente simili ai precedenti, salvo il modo di operare: la sorgente in esame è qui sostituita da un generatore di raggi X e il cristallo diffrattore è ricavato dalla sostanza da analizzare.

Spettrogramma Registrazione fornita da uno spettrografo.