Оптико-акустическая спектроскопия

(a. optical-and- acoustic spectroscopy; н. optisch-akustische Spektroskopie, Photo-Akustik-Spectroskopie, Photoakustische; ф. spectroscopie optico-acoustique; и. espectroscopia уptica-acustica) — раздел оптич. спектроскопии, основанный на оптико-акустич. эффекте, заключающемся в возникновении акустич. колебаний в образце при облучении его модулированным на звуковой частоте излучением (УФ, видимым, ИК). O.-a. c. позволяет исследовать слабо- и сильнопоглощающие вещества в любом агрегатном состоянии (в кол-ве неск. см³ — для газов, микролитров — для жидких, миллиграммов — для твёрдых образцов), в большом диапазоне коэфф. поглощения (от 10^-7 до 10⁶ см^-1 в случае конденсированных сред и от 10^-10 см^-1 в случае газов), в широком температурном интервале от 4 до 1000 K. При анализе твёрдых образцов отсутствуют ограничения на их форму и структуру, мало влияние эффектов, связанных c рассеянием света, возможно проведение послойного анализа и обнаружение включений c разрешением по глубине от десятых долей микрометра до десятых долей миллиметра. Оптико-акустич. эффект возникает за счёт преобразования части поглощённой энергии в тепловую, что приводит к образованию акустич. колебаний в самом образце либо соприкасающемся c ним газе. Регистрация акустич. колебаний непосредственно в веществе осуществляется пьезо-электрич. датчиком (жидкие и твёрдые образцы) или микрофоном (газы). O.-a. c. c микрофонной регистрацией акустич. колебаний в соприкасающемся c твёрдым или жидким образцом газе получила назв. фотоакустич. спектроскопии. Зависимость регистрируемого сигнала от длины волны излучения представляет собой оптико-акустич. спектр.

Число полос в оптико-акустич. спектре, их интенсивность, положение, ширина определяются структурой и хим. составом поглощающего излучение образца и зависят от его агрегатного состояния, темп-ры, давления и др., a также частоты модуляции излучения. Поэтому оптико-акустич. спектры можно использовать для определения строения молекул и количеств, анализа (линейная зависимость регистрируемого сигнала от концентрации определяемого соединения).

Метод O.-a. c. характеризуется низкими пределами обнаружения: до неск. молекул на 10¹¹ (газы), n·* 10^-11 г/мл (жидкости), n·* 10^-10 г (твёрдые образцы). O.-a. c. применяется для определения (в т.ч. дистанционного) неорганич. и органич. соединений (аммиак, оксиды углерода, азота, метан и др.) в газах, при изотопном анализе газов и т.д. Метод O.-a. c. (как неразрушающий) используется для определения включений в рудах, минералах, при анализе углей, битумов и др. сильнопоглощающих материалов.

Литература: Жаров B. П., Летохов B. C., Лазерная оптико-акустическая спектроскопия, M., 1984; Rosencwaig A., Photoacoustics and photoacoustic spectroscopy, N. Y., 1980.

B. K. Рунов.