Электромагнитная волна (ЭМВ) - Поперечная волна, в котором векторы напряженности магнитного и электрического поля расположены в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях и осциллируют в фазе.
Характеристики электромагнитной волны:
Безмассовая частица, которая является переносчиком электромагнитного излучения – фотон.
Характеристики электромагнитной волны
Энергия электромагнитной волны - Определяет величину энергии порции одного кванта на отдельной волновой частоте. Частота - Число полных колебаний, которое выполняет ЭМВ в единицу времени. Скорость света - Константа, означающая скорость распространения ЭМВ в вакууме. Длина волны - Минимальное расстояние между точками у которых колебания находятся в одинаковой фазе. Волновое число - Число длин волн, укладывающееся в длину отрезка, равное 1 см.
- Длина волны
- Частота
- Энергия электромагнитной волны
- Волновое число
- Метод анализа размерностей
Спектр
- Графическое отображение распределения значений отдельной физической величины по некоторому числовому ряду
- Физическая величина: масса, интенсивность, световой поток, частота
Спектральный анализ
Методы качественного и количественного анализа состава объектов, основанные на взаимодействии материи с излучением.
Ультрафиолетовый диапазон
- FUV – диапазон. Вакуумный ультрафиолет
- MUV-диапазон
- NUV -диапазон
Природа поглощения
- Боровский переход
- Закон Штарка-Эйнштейна
- Метод молекулярных орбиталей
- Диаграмма энергии молекулярных орбиталей
- Диаграмма Яблонского
- Квантовый выход: нейтральный и дифференциальный
Световые и фотометрические единицы
- Поток излучения
- Интенсивность излучения
- Плотность потока излучения, падающего на поверхность
- Яркость излучения
- Спектральный световой поток
Закон светопоглощения
- Вывод закона Бугера-Ламберта-Бера
- Условия применения закона Бугера-Ламберта-Бера
- Экстинкция и коэффициент экстинкции
- Закон Бэра
- Виды коэффициентов поглощения: молярный, массовый и т.д
- Закон аддитивности светопоглощения
Поглощение света веществом
Допущения
- Ослабление интенсивности света определяется только числом поглощающих частиц
- Ослабление света не зависит от абсолютной величины светового потока
- Ослабление света не зависит от взаимного влияния молекул
Закон Бера
Поглощение света в тонком слое образца пропорционально числу содержащихся в нём молекул растворенного вещества
Отклонения от закона Бера
Причины:
- Комплексообразование
- Фотодеградация молекул
- Флуоресцентные соединения в образце
- рH-среды
- Ассоциация и диссоциация молекул растворенного вещества
- Температура
Экстинкция и коэффициент экстинкции
Коэффициент экстинкции относится только к поглощению
Экстинкция – суммарное ослабление света образцом за счёт поглощения, отражения и рассеяния
Виды коэффициентов поглощения
Массовый коэффициент поглощения - Численно равен поглощению света, прошедшего через раствор c титром (T), равный 1 г/см3 и длиной (l) 1 см
Удельный коэффициент поглощения - Численно равен поглощению света, прошедшего через ω=1% раствор длиной l = 1 см
Анализ спектров поглощения
- Электронные переходы
- Хромофоры и ауксохромы
- Гипохромный и гиперхромный эффект
- Батохромный и гиперхромный эффект
Классификация методов УФ спектроскопии
- УФ-резонансная лазерная спектроскопия
- Спектроскопия прогрессин-ультрафиолетового (FUV) конденсированного состояния
- Абсорбционная спектроскопия в FUV-области конденсированной фазы
- ATR-FUV-спектроскопия
Применение NUV и MUV-спектроскопии
Качественный анализ
- Наличие хромофоров и ауксохромов в органических соединениях
- Типы электронных переходов
- Расположение связей в органических молекул
- Цис- и транс-изомеры
Количественный анализ
- Исследование процессов комплексообразования
- Определение константы устойчивости комплексных соединений
- Состав комплексных соединений
Применение FUV-спектроскопии
FUV-спектроскопия
- Межмолекулярное взаимодействие
- Образование водородных связей
- Гидратация твердых веществ и жидкостей
- Изучение электронного состояния и фотокаталитической активности наночастиц
- Мониторинг дезинфицирующих растворов
ATR-FUV-спектроскопия
- Изучение структуры поверхности и свойств полимеров
- Поверхностные реакции
- Зондирование цепных реакций радикала вида с использованием переходных спектров
Автор материала: Влад Мяхлов, молодой ученый, педагог-организатор курсов лабораторного химического анализа и методам работы с аналитическим и исследовательским оборудованием.
Влад Эксперт WorldSkills Russia Juniors по компетенции Лабораторный Химический Анализ. Принимает активное участие в организации региональных этапов чемпионата WorldSkills Russia Juniors по данной компетенции.
Также Влад создает собственное оборудование для агробиофотоники с последующем возможным применением в том числе в условиях космических экспедиций:
Проект Россия Страна Ученых - это открытые городские экскурсии с аудиогидами, посвященные жизни и деятельности российских ученых, изобретателей, организаторов науки, основателей наукоемких производств и учебных учреждений, а также ботанические и геохимические экскурсии.