Quais são as vantagens e as desvantagens da diminuição da largura da fenda de saída do monocromador?
Passo 1
O enunciado pergunta quais são as vantagens e desvantagens de diminuir a largura da fenda de saída de um monocromador. O conteúdo envolvido é a relação entre largura de fenda, largura de banda espectral e intensidade de luz transmitida, além do impacto na resolução espectral e na sensibilidade do sistema.
Passo 2
Uma fenda de saída mais estreita reduz a largura de banda espectral que chega ao detector. De forma geral a largura de banda
e a largura da fenda
estão relacionadas por
onde
é a dispersão linear do monocromador. Logo, menor
⇒ menor
⇒ maior resolução espectral.
Passo 3
Por outro lado, a intensidade de luz que sai do monocromador é proporcional à área efetiva da fenda. Se
é a irradiância no detector, então
Diminuindo
, cai o fluxo de fótons alcançando o detector, o que reduz a sensibilidade e piora a relação sinal-ruído.
Passo 4
Em resumo, há um compromisso entre resolução e sensibilidade: estreitar demais a fenda melhora a capacidade de distinguir comprimentos de onda próximos (resolução alta), mas reduz o sinal útil, aumentando o tempo de medida e a influência do ruído.
Resposta
Vantagens de diminuir a largura da fenda de saída:
- Aumenta a resolução espectral (menor largura de banda
). - Reduz a sobreposição de picos próximos e o efeito de luz fora de banda.
Desvantagens de diminuir a largura da fenda de saída:
- Diminui o fluxo de fótons, reduzindo a intensidade
no detector. - Piora a relação sinal-ruído e eleva o limite de detecção.
- Exige tempos de integração maiores e pode aumentar derivações do sistema.