SPEKTROSKOPI (1) Elektromagnetisk strålning. Synligt ljus. Kemisk mätteknik CSL Analytisk kemi, KTH. Ljus - en vågrörelse



Relevanta dokument
Spektroskopi. Atomer. Breddning. Molekyler

ANDREAS REJBRAND NV1A Fysik Elektromagnetisk strålning

Experimentell fysik 2: Kvantfysiklaboration

Föreläsning 6: Opto-komponenter

SPEKTROFOTOMETRISK BESTÄMNING AV KOPPARHALTEN I MÄSSING

4. Allmänt Elektromagnetiska vågor

Bestäm koncentrationen av ett ämne med spektrofotometri. Niklas Dahrén

Innehåll. Kvantfysik. Kvantfysik. Optisk spektroskopi Absorption. Optisk spektroskopi Spridning. Spektroskopi & Kvantfysik Uppgifter

BANDGAP Inledning

Föreläsning 6: Opto-komponenter

Ljuskällor. För att vi ska kunna se något måste det finnas en ljuskälla

Fysik. Laboration 3. Ljusets vågnatur

Elektromagnetiska spektrumet SPEKTROSKOPI (2) UV-vis. Kromoforer. Hur analysera ofärgade ämnen? Procedur. Kemisk mätteknik CSL Analytisk kemi, KTH

Uppsala Universitet Institutionen för fotokemi och molekylärvetenskap EG FH Konjugerade molekyler

Experimentell fysik 2: Kvantfysiklaboration

Lösningsförslag. Fysik del B2 för tekniskt / naturvetenskapligt basår / bastermin BFL 120 / BFL 111

Bohrs atommodell. Uppdaterad: [1] Vätespektrum

Vågrörelselära och optik

TILLÄMPAD ATOMFYSIK Övningstenta 2

Två typer av strålning. Vad är strålning. Två typer av strålning. James Clerk Maxwell. Två typer av vågrörelse

BANDGAP Inledning

1. Elektromagnetisk strålning


2.6.2 Diskret spektrum (=linjespektrum)

Gauss Linsformel (härledning)

Vågfysik. Ljus: våg- och partikelbeteende

Elektromagnetisk strålning. Spektrofotometri. Absorbans / Emission. Elektromagnetiskt spektrum

Fysik del B2 för tekniskt basår / teknisk bastermin BFL 120/ BFL 111

Steady state spektroskopi samt bestämning av luminescenslivslängden

Lösningar Heureka 2 Kapitel 14 Atomen

Bestäm koncentrationen av ett ämne med UV/Vis-spektrofotometri. Niklas Dahrén

7. Atomfysik väteatomen

TENTAMEN KEMISK MÄTTEKNIK (KD1110),

Strömning och varmetransport/ varmeoverføring

A12. Laserinducerad Fluorescens från Jodmolekyler

Tentamen i Kemi för miljö- och hälsoskyddsområdet: Allmän kemi och jämviktslära

Kvantfysik - introduktion

Trådlös kommunikation

Alla svar till de extra uppgifterna

Copyright 2001 Ulf Rääf och DataRäven Elektroteknik, All rights reserved.

Röntgenteknik. Vad är röntgenstrålning? - Joniserande strålning - Vad behövs för att få till denna bild? Vad behövs för att få till en röntgenbild?

Fotoelektriska effekten

DE VANLIGAST FÖREKOMMANDE RISKERNA

Kapitel 33 The nature and propagation of light. Elektromagnetiska vågor Begreppen vågfront och stråle Reflektion och brytning (refraktion)

The nature and propagation of light

Kinetik. Föreläsning 4

GRUNDERNA FÖR MOLEKYLÄR SPEKTROMETRI

LÄRAN OM LJUSET OPTIK

1 Figuren nedan visar en transversell våg som rör sig åt höger. I figuren är en del i vågens medium markerat med en blå ring prick.

TFEI02: Vågfysik. Tentamen : Svar och anvisningar. t s(x,t) =s 0 sin 2π T x. v = fλ =3 5 m/s = 15 m/s

Frågor till filmen Vi lär oss om: Ljus

Spektroskopi med optiska frekvenskammar

Hur elektromagnetiska vågor uppstår. Elektromagnetiska vågor (Kap. 32) Det elektromagnetiska spektrumet

Fysik del B2 för tekniskt basår / teknisk bastermin BFL 120/ BFL 111

Tentamen i Modern fysik, TFYA11/TENA

Geometrisk optik reflektion och brytning. Optiska system F9 Optiska instrument. Elektromagnetiska vågor. Det elektromagnetiska spektrumet FAF260

BFL122/BFL111 Fysik för Tekniskt/ Naturvetenskapligt Basår/ Bastermin Föreläsning 7 Kvantfysik, Atom-, Molekyl- och Fasta Tillståndets Fysik

Parbildning. Om fotonens energi är mer än dubbelt så stor som elektronens vileoenergi (m e. c 2 ):

FAFA55 HT2016 Laboration 1: Interferens av ljus Nicklas Anttu och August Bjälemark, 2012, Malin Nilsson och David Göransson, 2015, 2016

DE SJU SYMMETRISKA UNIVERSUM. Ahmad Sudirman

Observera att uppgifterna inte är ordnade efter svårighetsgrad!

Analytisk kemi. Kap 1 sid 15-22, Kap 9 sid

Provmoment: Ladokkod: Tentamen ges för: KBAST16h KBASX16h. TentamensKod: Tentamensdatum: Tid: 09:00 13:00

FYSA15 Laboration 3: Belysning, färger och spektra

Bestämning av livslängden för singlettexciterad naftalen

Optik. Innehåll: I - Elektromagnetiska vågor radio och ljus. II - Reflexion och brytning. III - Ljusvågor. MNXA11 / Lund University

TENTAMEN I FYSIKALISK KEMI KURS: KEM040 Institutionen för kemi Göteborgs Universitet Datum: LÄS DETTA FÖRST!

Strömning och varmetransport/ varmeoverføring

Laboration: Optokomponenter

Innehåll. Fysik Relativitetsteori. fy8_modernfysik.notebook. December 19, Relativitetsteorin Ljusets dualism Materiens struktur Kärnfysik

Arbete A3 Bestämning av syrakoefficienten för metylrött

DEN FOTOELEKTRISKA EFFEKTEN

Hur funkar 3D bio? Laborationsrapporter Se efter om ni har fått tillbaka dem och om de är godkända!

Elektromagnetiska vågor (Ljus)

TENTAMEN. Institution: Fysik och Elektroteknik. Examinator: Pieter Kuiper. Datum: 7maj2016. Tid: 5timmar Plats: Kurskod: 1FY803

Tentamen i Fysik för π,

VaRför är himlen blå, men solnedgången röd?

Presentationsmaterial Ljus som vågrörelse - Fysik B. Interferens i dubbelspalt gitter tunna skikt

8. Atomfysik - flerelektronatomer

Observera att uppgifterna inte är ordnade efter svårighetsgrad!

Övning 6 Antireflexbehandling. Idén med antireflexskikt är att få två reflektioner som interfererar destruktivt och därmed försvagar varandra.

Föreläsning 2 - Halvledare

Föreläsning 12. Alkener III Kapitel 12 F12

Tentamen: Atom och Kärnfysik (1FY801)

1. Ge en tydlig förklaring av Dopplereffekt. Härled formeln för frekvens som funktion av källans hastighet i stillastående luft.

Ljus- och bildsensorer v 0.01 Text och bild: Patrik Eriksson 2003

Observera att uppgifterna inte är ordnade efter svårighetsgrad!

BFL 111/ BFL 120 Fysik del B2 för Tekniskt Basår/ Bastermin

Tentamen i Fotonik , kl

PROV I FYSIK KURS B FRÅN NATIONELLA PROVBANKEN

Kvantmekanik. Kapitel Natalie Segercrantz

Preliminärt lösningsförslag till Tentamen i Modern Fysik,

VARFÖR MÖRK ENERGI HAR EN ANMÄRKNINGSVÄRT LITET VÄRDE. Ahmad Sudirman

TENTAMEN KEMISK MÄTTEKNIK (KD1110),

Strålningsfält och fotoner. Kapitel 25: Vågor och partiklar

Repetitionsuppgifter i vågrörelselära

Färg i vardagen och skolan

Övning 6 Antireflexbehandling

Joniserande strålnings växelverkan Hur alstras röntgenstrålning och vad händer när den når och passerar människa?

1. Betrakta en plan harmonisk elektromagnetisk våg i vakuum där det elektriska fältet E uttrycks på följande sätt (i SI-enheter):

Transkript:

Kosmisk strålning Gammastrålning Röntgenstrålning Ultraviolet Synligt Infrarött Mikrovågor Radar Television NMR Radio Ultraljud Hörbart ljud Infraljud SEKTROSKOI () Kemisk mätteknik CSL Analytisk kemi, KTH Kemivärlden 5 Ljus - en vågrörelse Elektromagnetisk strålning Magnetiskt fält Elektriskt fält Utbredningsriktning Klassiska vågmodellen Kvantteori, energiknippen, fotoner c = ν λ, 8 m/s En foton har energin: E = h ν h = lancks konst 6,6 - Js c = νλ =. 8 m/s Gäller i vakum Brytningsindex η i ett förhållande mellan hastigheter η i = c/v i Det elektromagnetiska spektrumet Synligt ljus Frekvens [Hz] 9 7 5 6 - - Ultraviolet Synligt Infrarött - - -8-6 - - Våglängd [m] 6 8 Våglängd nm Observerad färg Absorberat ljus -5 Violett Gul-grön 5-8 Blå Gul 8-9 Blå-grön Orange 9-5 Grön-blå Röd 5-56 Grön urpurröd 56-58 Gul-grön Violett 58-595 Gul Blå 595-65 Orange Blå-grön 65-75 Röd Grön-blå E = hυ υ = c/λ

Absorption Excitation: M + M* Relaxion: M* M + värme eller fotokemiskt sönderfall eller sekundär strålning Emission Excitation Kort livstid (mikro - nano s) M* M + Emissionspektra linje,band,kontinuerliga Fluorescens, fosforescens Bohr-modellen för atomär spektroskopi Energinivådiagram-atomspektrum Grundtillstånd 6 S D / /,/ /,5/ Exciterade atomer 5 5s s s E = 5. ev ion Na 589 5p p p 5896 88 5d d d 895.5..... 589. 589.6 Absorption Emission Fluorescens Våglängd, nm Energinivådiagram - molekyler IR-Spektrum Energi E E E IR VIS UV λ λ λ' λ'5 λ'' λ''5 Exciterat tillstånd Exciterat tillstånd Grundtillståndet.5... 6 8 Våglängd, µm

UV-Vis Spektrum Emission av strålning.5... I = k *konc alt I = k *mängd E 5 5 5 55 65 75 Våglängd, nm Linjäriteten bestäms av detektorns linjäritet Absorption av strålning Allt är icke önskad absorption M + M * b Kyvett med absorberande lösning T = %T = % A = - log T log = Reflektionsförluster i gränsytor Ljusspridningsförluster M * M + värme Reflektionsförluster i gränsytor Kvantitativ spektroskopi Avvikelser från Beers lag Beers lag: A = a b c A = ε b c b Transmittansen: T = en: A = - log T log = Om halten ges i t.ex. g/l - a har då enheten L/(g*cm) Om halten ges i molar - ε har då enheten L/(mol*cm) Verkliga avvikelser. Kemiska avvikelser. Instrumentella avvikelser. a resp. ε beror av vilket ämne det är och av våglängden

Kemisk störning av Beers lag Instrumentell störning av Beers lag olykromatiskt ljus + - HIn H + In 5 Ka =. ε ε57 HIn 6. 7. In.6 9.6 från olika komponenter i provet adderas. λ = nm.8.6. 8 λ = 57 nm 6.5... B A 5 6 7 8 9 Våglängd, nm Koncentration Koncentration, M 5 Ströljuseffekten Osäkerhet vid spektrofotometri..6..8. %. % % 5 % Relativt koncentrationsfel, % 8 6 8 6.5.5.5 Skalavläsning Detektorbrus Cellpositionering Koncentration Spektrofotometrisk instrumentering Strålningskällan Bredbandiga Smalbandiga, monokromatiska Strålningskälla rov Analysator Detektor Registrering Dator rinter x/t skrivare rovbehållaren Vilka krav ställs på den?

åfågelfjädrarna Kemivärlden 6 Olika dispersiva element Reflektionsgitter risma Icke linjär dispersion Temperaturkänslig Förstärkande interferens om skillnaden i väglängd mellan två strålar är en multipel av λ Gitter CB + BD = nλ r Linjär dispersion Överlagrade ordningar nλ =d(sin(i)+sin(r)) i A C d D B Första Andra ordningen ordningen Interferensfilter Val av bandbredd Vitt ljus ϕ Monokromator rocent transmittans Glas Dielektrikum Metall A B t λ 5 nm Interferensfilter Begränsat våglängdsband Väglängd genom dielektrikumet = t/cos ϕ nλ = t/cos ϕ tnär ϕ nm λ = λ η λ = tη/n Våglängd

Fotomultiplikator Kisel-fotodiod Metallkontakt Foton Hög känslighet vid låga ljusintensiteter Högt signal/brus förhållande Stötkänslig Katod Dynoder Anod Brett dynamiskt område Mycket högt signal/brus förhållande vid höga intensiteter Solid state V SiO p lager n lager Kisel Guldkontakt IR-detektorer Konventionell spektrofotometer Lägre energi än vid UV-vis kräver andra detektorer. Bygger på att värmeenergi omvandlas till elektrisk energi. Thermocouple, två konduktorer. Ferroelektriskt material, temperaturberoende polarisering. Fotokonduktiv detektor, halvledare påverkas. Monokromator Utgångsspalt Ljusspridande element Ingångsspalt Ljusdelare Lampa Referens rov Detektor Detektor Diod-array spektrofotometer Diod array detektor Ljus Gitter Spalt Lins rov Slutare Lins -dioders array Deuteriumlampa Wolframlampa Brett dynamiskt område Mycket högt signal/brus förhållande vid höga intensiteter Solid state Mångkanalsmätning Fotodiod Kapacitans Shift register Transistor switch Signal ut Avläsnings cykel