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Auteur(s)
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Jean-Michel MERMET : Ingénieur de l’École nationale supérieure de chimie de Strasbourg - Docteur ès sciences - Directeur de recherche au CNRS Laboratoire des sciences analytiques de l’université Claude-Bernard (Lyon I)
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Lire l’articleINTRODUCTION
De nombreuses méthodes d’analyse élémentaire sont fondées sur l’utilisation de spectres de raies atomiques. On peut citer la spectrométrie d’ émission atomique avec comme sources de radiation possibles la flamme, l’arc, l’étincelle, la décharge luminescente et les plasmas (en particulier les plasmas à couplage inductif ou ICP), la spectrométrie d’ absorption atomique avec comme sources d’atomisation la flamme et le four, et la spectrométrie de fluorescence atomique. Pour pouvoir utiliser une raie d’un spectre, il est nécessaire de pouvoir l’isoler à l’aide d’un système qui va disperser la lumière en fonction de la longueur d’onde . Si les deux derniers types de spectrométrie permettent de s’affranchir presque totalement des interférences spectrales, il n’en est pas de même pour la spectrométrie d’émission. Il faut alors que la raie sélectionnée pour l’analyse soit séparée des autres raies présentes dans le spectre d’émission. Le rôle du système dispersif devient alors crucial, en particulier au niveau de la versatilité de la sélection de la raie suivant le problème analytique, de la résolution permettant de séparer la raie et du domaine de longueurs d’onde accessible par le système. Les différents types de spectromètre, les réseaux de diffraction, plan, concave, échelle, avec leurs propriétés, les différents montages optiques, les concepts de résolution théorique et pratique, et la mesure de l’intensité nette d’une raie spectrale seront décrits dans cet article.
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Mesure de l’intensité nette d’une raie d’analyseArticle inclus dans l'offre
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6. Résolutions théorique et pratique
La résolution pratique d’un système dispersif est sa capacité à séparer deux raies adjacentes. La résolution est exprimée en unité de longueur d’onde (pm) alors que le pouvoir de résolution est le rapport de la longueur d’onde (à laquelle a été mesurée la résolution) sur la résolution. Le pouvoir de résolution est donc sans unité. La résolution pratique dépend :
-
de la résolution théorique donnée par la diffraction du réseau ;
-
de la bande passante ;
-
des aberrations optiques.
6.1 Résolution théorique
À cause des phénomènes de diffraction provoqués par les traits du réseau, même une onde incidente purement monochromatique va fournir un motif de diffraction. Ce motif (figure 10) consiste en un maximum principal et une série de minima et maxima secondaires. Deux raies monochromatiques adjacentes d’égale intensité produiront deux motifs de diffraction. La résolution théorique est fondée sur le critère de Rayleigh : les deux motifs de diffraction seront considérés comme séparés, et donc les deux raies résolues, quand le maximum principal du premier motif coïncide avec le premier minimum du second motif (figure 10). En fait, cette définition est plutôt optimiste, car ce critère ne correspond pas à une séparation complète des deux motifs. L’intensité minimale entre les deux motifs est de 80 % des maxima principaux. Il aurait été préférable de sélectionner le second minimum, mais alors la résolution théorique aurait été dégradée par un facteur deux.
On peut démontrer que la résolution Δ λ 0 , définie suivant le critère de Rayleigh, est liée aux caractéristiques du réseau puisque le pouvoir de résolution est :
La disponibilité de réseaux à grand nombre de traits permet d’obtenir une résolution théorique élevée (tableau 5). Dans l’UV, la résolution théorique...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ZANDER (A.T.), MILLER (M.H.), HENDRICK (M.S.), EASTWOOD (D.) - Spectral efficiency of the Spectraspan III Echelle grating spectrometer. - Appl. Spectrosc. 39, p. 1 (1985).
-
(2) - BILHORN (R.B.), BONNER DENTON (M.) - Elemental analysis with a plasma emission echelle spectrometer employing a charge injection device (CID) detector. - Appl. Spectrosc. 43, p. 1 (1989).
-
(3) - PILON (M.J.), BONNER DENTON (M.), SCHLEICHER (R.G.), MORAN (P.M.), SMITH, Jr (S.B.) - Evaluation of a new array detector atomic emission spectrometer for inductively coupled plasma atomic emission spectrometry. - Appl. Spectrosc. 44, p. 1613 (1990).
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(4) - SCHEELINE (A.), BYE (C.A.), MILLER (D.L.), RYNDERS (S.W.), CLAVIN OWEN Jr (R.) - Design and characterization of an echelle spectrometer for fundamental and applied emission spectrochemistry. - Appl. Spectrosc. 45, p. 334 (1991).
-
(5) - BARNARD (T.W.), CROCKETT (M.J.), IVALDI (J.C.), LUNDBERG (P.L.) - Design and evaluation of an echelle grating optical system for ICP-OES. - Anal. Chem. 65, p. 1225 (1993).
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...
ANNEXES
1.1 Constructeurs d’ensembles source de rayonnement et système dispersifs
GBC
Hitachi
Jobin-Yvon/Horiba
Leeman
Perkin-Elmer Instruments
Shimadzu
Spectro Analytical
Thermo Optek
Varian, Inc
HAUT DE PAGE1.2 Constructeurs de systèmes dispersifs
Jobin-Yvon/Horiba
Acton Research
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