Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Modernizace výuky technických a přírodovědných oborů na UJEP se zaměřením na problematiku ochrany životního prostředí Optické metody.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Modernizace výuky technických a přírodovědných oborů na UJEP se zaměřením na problematiku ochrany životního prostředí Optické metody."— Transkript prezentace:

1 Modernizace výuky technických a přírodovědných oborů na UJEP se zaměřením na problematiku ochrany životního prostředí Optické metody

2 Modernizace výuky technických a přírodovědných oborů na UJEP se zaměřením na problematiku ochrany životního prostředí Rozdělení optických metod Nespektrální metody (refraktometrie, polarimetrie,..) - dochází při průchodu záření vzorkem pouze ke změnám jeho určitých vlastností - rychlost, rovina polarizace apod. Spektrální metody – založeny na výměně energie mezi látkou a elektromagnetickým zářením, závislost intenzity absorbovaného či emitovaného záření na vlnové délce, vznik spektra spektra

3 Modernizace výuky technických a přírodovědných oborů na UJEP se zaměřením na problematiku ochrany životního prostředí Vlastnosti elektromagnetického záření Duální charakter – některé vlastnosti jako vlnění, některé jako proud částic (tok fotonů) Popisující veličiny – rychlost c vlnová délka λ frekvence ν energie fotonu ε

4 Modernizace výuky technických a přírodovědných oborů na UJEP se zaměřením na problematiku ochrany životního prostředí

5 Vznik spektra Absorpční spektrum - částice látky absorbuje foton a přejde přitom do vyššího energetického stavu (návrat do energeticky nižšího stavu se nesleduje) Emisní spektrum – dodáním energie (kinetické, tepelné) jsou částice látky převedeny do vyššího energetického stavu. Při zpětném přechodu se energie vyzáří ve formě fotonu

6 Modernizace výuky technických a přírodovědných oborů na UJEP se zaměřením na problematiku ochrany životního prostředí Absorpce při absorpci záření nastává interakce elektrické složky světla s elektrickým polem molekuly elektrony se pohybují v orbitalech, jejichž energie jsou kvantovány podmínkou absorpce světelného záření je existence dalších energetických kvantových stavů molekuly - excitované stavy absorbuje-li molekula světelné záření, zaujmou elektrony vyšší energetické hladiny a dostanou se do excitovaného stavusvětelné záření

7 Modernizace výuky technických a přírodovědných oborů na UJEP se zaměřením na problematiku ochrany životního prostředí Emise při emisi dochází nejprve k excitaci atomů nebo molekul na vyšší energetickou hladinu poté se molekuly nebo atomy vrací do základního stavu a přitom dochází k emisi záření (železo, hliník)železohliník luminiscence s krátkým dosvitem - označována jako fluorescence (  s) luminiscence s dlouhým dosvitem - fosforescence (  s)

8 Modernizace výuky technických a přírodovědných oborů na UJEP se zaměřením na problematiku ochrany životního prostředí Spektra Atomová spektra – jsou čárová (b), atomy určitého prvku mohou absorbovat nebo emitovat jen fotony určitých vlnových délek, λ je charakteristická pro daný prvek, prvky jsou přítomny ve formě atomůčárová Molekulová spektra – jsou pásová (c), molekuly sloučenin mají velký počet možných energetických přechodů. Energie jednotlivých přechodů si jsou navzájem blízké a nelze je rozlišit.pásová

9 Modernizace výuky technických a přírodovědných oborů na UJEP se zaměřením na problematiku ochrany životního prostředí

10 Absorpční spektrometrie (spektrofotometrie) množství absorbovaného záření závisí na celkovém počtu absorbujících částic, které interagují se svazkem paprsků, a tedy také na tloušťce absorbujícího prostředí, kterým záření prochází

11 Modernizace výuky technických a přírodovědných oborů na UJEP se zaměřením na problematiku ochrany životního prostředí Pro tloušťku absorbující vrstvy platí  - transmitance Ф 0 – vstupující záření Ф - vystupující záření b - tloušťka absorpčního prostředí c – koncentrace absorbujících částic Zákon Lambert-Beerův

12 Modernizace výuky technických a přírodovědných oborů na UJEP se zaměřením na problematiku ochrany životního prostředí Platnost předešlého vztahu: dopadající záření musí být monochromatické absorbující částice se vzájemně neovlivňují dopadající svazek - rovnoběžné paprsky, kolmé k povrchu absorbujícího prostředí všechny paprsky procházejí ve vzorku stejnou dráhu absorbující prostředí je homogenní a nerozptyluje záření tok záření není tak vysoký, aby způsobil saturační efekt

13 Modernizace výuky technických a přírodovědných oborů na UJEP se zaměřením na problematiku ochrany životního prostředí Složení optických spektrofotometrů: - zdroje (výbojka, žárovka, lampa) - pomocná optika (soustava čoček, clon, zrcadel, odrazných hranolů apod.) - základní optika (rozkladné hranoly, ohybové mřížky, zeslabovací zařízení, filtry, polarizační zařízení, kyvety atd.) - detektory záření (oko, fotografická citlivá vrstva, fotonky, násobiče, fotoelektrické články) Materiál optiky musí být v měřených oblastech vlnových délek dostatečně propustný.

14 Modernizace výuky technických a přírodovědných oborů na UJEP se zaměřením na problematiku ochrany životního prostředí Uspořádání spektrofotometru

15 Modernizace výuky technických a přírodovědných oborů na UJEP se zaměřením na problematiku ochrany životního prostředí Zdroj záření Wolframová žárovka až 3000 nm, citlivá na změny napětí, proto napětí musí být dobře stabilizováno. Halogenová žárovka - wolframová žárovka s obsahem malého množství jodu v křemenné baňce, 2x delší životnost než wolframová žárovka, spektrum je rozprostřeno až do UV oblasti, použití v mnoha spektrofotometrech.Halogenová žárovka Deuteriová výbojka - ideálním zdrojem pro UV oblast záření, 160 až 375 nm.

16 Modernizace výuky technických a přírodovědných oborů na UJEP se zaměřením na problematiku ochrany životního prostředí Detektor - fotonka skleněná banička se dvěma elektrodami opatřená okénkem propustným pro dané záření citlivou vrstvu fotokatody tvoří alkalický kov (Cs ve směsi s jiným kovem) na složení fotokatody závisí spektrální citlivost fotonky předností fotonky je vysoká stabilita, okamžitý signál, přesná linearita mezi dopadajícím tokem a proudem

17 Modernizace výuky technických a přírodovědných oborů na UJEP se zaměřením na problematiku ochrany životního prostředí Použití spektrofotometrie viditelná oblast - stanovení kovů, kationtů či aniontů v roztoku, které jsou alespoň slabě zbarvené výhoda přístrojů - nízká cena, snadná mobilita zařízení pro různé provozní aplikace, možnost automatizace měření možnost měření oxidačních stavů iontů pro stanovení organických látek se využívá absorpce v ultrafialové, viditelné i infračervené oblasti


Stáhnout ppt "Modernizace výuky technických a přírodovědných oborů na UJEP se zaměřením na problematiku ochrany životního prostředí Optické metody."

Podobné prezentace


Reklamy Google