OPTICKÁ EMISNÍ SPEKTROSKOPIE

Prezentace na téma: "OPTICKÁ EMISNÍ SPEKTROSKOPIE"— Transkript prezentace:

1 OPTICKÁ EMISNÍ SPEKTROSKOPIE
Dana Skácelová

2 Elektromagnetické spektrum
OES – UV až blízká IR oblast - nejrozšířenější diagnostická metoda pro nízkoteplotní plazma Spektrum – rozdělení intenzity elmag záření mezi jednotlivé vlnové délky

3 Spektrum

4 Spektrum Atomová spektra čárová
každý prvek může emitovat nebo pohlcovat jen fotony o dané energii. tyto vlnové délky jsou charakteristické pro každý prvek Molekulová spektra pásová složitý elektronový systém rotace a vibrace molekul energie jednotlivých přechodů jsou velice blízko

5 Spektrum Vibrační pás s rozlišenou rotační strukturou Atomové čáry
Spojité záření

6 Spektrální čára Záznam na fotografickou desku

7 Spektrální čára

8 Spektrální čára Záznam na CCD

9

10 Excitační teplota Za předpokladu lokální termodynamické rovnováhy je rozložení excitovaných stavů popsáno Boltzmannovým rozdělením: kde gm je statistická váha horního energ. stavu, Em excitační energie horní hladiny, Te excitační teplota, N je počet libovolně nabuzených stavů a  stavová suma základního stavu.

11 Intenzita spektrální čáry
Je-li v určitém čase v horním kvantovém stavu m počet Nm atomů, je počet spontánních přechodů do nižšího stavu n dán výrazem Anm.Nm a energie vyzářená za sekundu je: kde Amn je Einsteinův koeficient spontánní emise. Z rovnice pyrometrické přímky získáme excitační teplotu, která reprezentuje teplotu elektronů.

12 Rotační teplota Předpoklad: dvoatomová molekula jako tuhý rotátor
Možné energetické stavy dány: kde J je rotační kvantové číslo a I moment setrvačnosti systému. Intenzita rotační čáry v rámci jednoho vibračního pásu: kde konst. je konstanta pro danou rotační větev, J´,J´´ jsou rotační kvantová čísla horního a dolního stavu, SJJ relativní síla rotační čáry.

13 Vibrační teplota Předpoklad: dvoatomová molekula jako vibrující harmonický oscilátor Možné energetické stavy dány: kde  konst.,charakterizující vibrační přechod daného pásu a v vibrační kvantové číslo. Intenzita rotační čáry v rámci jednoho vibračního pásu: kde konst. je konstanta pro daný vibrační pás, v´,v´´ jsou vibrační kvantová čísla horního a dolního stavu, qvv relativní síla pásu.

14 Databáze

15 Spectrum Analyzer

16 Šířka spektrální čáry Přirozené rozšíření – dáno Heissenbergovým principem neurčitosti, zanedbatelné ve srovnání s ostatními Dopplerovo rozšíření – nejdůležitější mechanismus, způsobeno pohybem částic směrem k nebo od pozorovatele Lorentzovo rozšíření – způsobeno interakcí emitovaných částic s ostatními Starkovo rozšíření – způsobeno Coulombovskými interakcemi mezi zářícím atomem a okolními nabitými částicemi Přístrojová funkce – způsobena konstrukcí a nastavením spektrometru

17 Šířka spektrální čáry HWHM (Half Width at Half Maximum) FWHM
(Full Width at Half Maximum)

18 Koncentrace elektronů
Nejčastěji ze spektrální čáry H , protože má největší rozšíření m…naměřená šířka spektrální čáry I…je přístrojová funkce D…Dopplerovo rozšíření …vlnová délka čáry H Tg…teplota neutrálního plynu

19 Spektrometr

20 Spektrometr K…počet vrypů na milimetr …vlnová délka n…difrakční řád
Vstupuje polychromatický paprsek, a pod různými úhly vystupují paprsky monochromatické K…počet vrypů na milimetr …vlnová délka n…difrakční řád

21 KONEC Děkuji za pozornost