Dobór warunków dla poprawnego pomiaru widm emisji i wydajności kwantowych emisji
|
|
- Weronika Wysocka
- 7 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Dobór warunków dla poprawnego pomiaru widm emisji i wydajności kwantowych emisji Badania emisyjne są niezwykle cennym źródłem danych o właściwościach cząsteczek i kompleksów (różnego rodzaju), które one tworzą w stanach wzbudzonych. Ze względu na wyjątkowo dużą czułość metod emisyjnych są one szeroko wykorzystywane w analizie chemicznej. W wielu różnych badaniach fizykochemicznych, w tym układów biologicznych, spektroskopia emisyjna jest niezastąpioną metodą badawczą. Szczególnie duże możliwości badań zapewnia jednoczesne zastosowanie spektroskopii absorpcyjnej i emisyjnej. Metodyka badań emisyjnych jest jednak znacznie bardziej złożona aniżeli badań absorpcyjnych. Najważniejsze czynniki, na które należy zwrócić uwagę w pomiarach emisyjnych zostaną przedstawione poniżej. Szczególnie ważny wpływ na poprawność prowadzonych badań emisyjnych mają warunki wzbudzenia próbki i obserwacji jej emisji. Są one bezpośrednio związane z właściwościami absorpcyjnymi i emisyjnymi badanych związków. Dobrze ilustrują je przedstawione poniżej wyniki badań emisyjnych porfiryn. Z uwagi na własności spektroskopowe porfiryn, na mierzone ich widmo emisji i wyznaczane wydajności kwantowe fluorescencji silnie wpływają tzw. filtry wewnętrzne zarówno pierwszego, jak i z większym wkładem drugiego rodzaju. Dotyczą one rozkładu wzbudzonych cząsteczek w kuwecie pomiarowej oraz nakładaniu się ich widm absorpcji i emisji. Nieznajomość udziału tychże filtrów wewnętrznych na widmo emisji powoduje uzyskanie błędnych danych spektroskopowych i fotofizycznych. Filtr wewnętrzny pierwszego rodzaju Podczas stacjonarnych pomiarów emisyjnych zazwyczaj próbkę wzbudza się długością fali, odpowiadającą maksimum długofalowego pasma absorpcji. Ma to na celu poprzez dużą wartość zaabsorbowanego światła, uzyskanie dużej intensywności emitowanego światła, zgodnie z zależnością I em ~ I abs. Niestety proporcjonalność ta spełniona jest tylko do pewnej, granicznej wartości I abs i zależy głównie od układu optycznego używanego spektrofluorymetru (z jakiego obszaru kuwety rejestrowana jest przez detektor emisja próbki), a także stosowanej kuwety pomiarowej, nie zależy natomiast od własności spektralnych badanej próbki (Rys. 1). 1
2 I em [j.u.] punkty pomiarowe (wartość absorbancji) I abs Rys. 1: Przykładowy wykres zależności intensywności emisji od ilości zaabsorbowanego światła. dla spektrofluorymetru SPF-500. Powyżej wartości I abs 0.4 zależność przestaje mieć charakter liniowy. Efekt filtru wewnętrznego pierwszego rodzaju, jest wynikiem nierównomiernej absorpcji światła w próbce i nie wpływa na kształt widma emisji, a tylko na jego intensywność. Dlatego też w przypadku, kiedy pomiary widm emisji mają na celu np. wyznaczenie wydajności kwantowej emisji, porównanie widma emisji dla kilku stężeń itp, to należy tak dobrać wartość absorbancji próbki dla długości fali promieniowania wzbudzającego, aby spektrofluorymetr pracował w liniowym zakresie zależności I em od I abs. Na rysunku 2a schematycznie przedstawiona została sytuacja, w której padająca wiązka światła wzbudzającego została równomiernie zaabsorbowana (zazwyczaj jest to nieduża wartość absorbancji próbki A W tych warunkach intensywność emisji w każdym miejscu wzbudzonej próbki będzie taka sama. Wówczas, niezależnie z jakiego obszaru kuwety rejestruje detektor tę emisję (patrz rysunek a, detektor 1 i detektor 2) będzie ona proporcjonalna do ilości zaabsorbowanego światła. Przypadek, kiedy intensywność absorbowanego promieniowania zmienia się wyraźnie na drodze padającego światła schematycznie przedstawia rysunek 2b. W tych warunkach absorbancja próbki dla promieniowania wzbudzającego jest znacząco większa od A> 0.1. W miarę wnikania promieniowania świetlnego, intensywność światła absorbowanego eksponencjalnie 2
3 Rys. 2: Schematyczne przedstawienie wpływu filtru wewnętrznego pierwszego rodzaju na intensywność emisji, gdy roztwór absorbuje a) mało, A(λ wzb )<0.05 i b) dużo A(λ wzb )>0.12 padającego promieniowania. b ) a) zmiana natężenia wiązki wzbudzającej D 1 D 1 D 2 D 2 wzbudzenie emisja D 1, D 2 detektor pierwszy i drugi (szczegóły w tekście) maleje, a zatem, więcej emitowanego światła przez wzbudzone cząsteczki będzie wychodziło z początku kuwety (patrząc od strony wiązki wzbudzającej) niż z jej końca. Jeżeli detektor nie widzi całego obszaru wzbudzonej próbki, a zazwyczaj tak właśnie bywa, że obserwowana jest emisja tylko ze środkowego fragmentu kuwety (patrz rysunek b, detektor 1 i detektor 2), to zmierzona wartość emisji zostaje zafałszowana zaniżona. W przypadku porfiryn efekt ten dotyczy głównie pasma Soreta i związany jest z jego wyjątkowo dużą wartością współczynnika molowego absorpcji (ε) w maksimum pasma, rzędu ε = mol -1 dm 3 cm -1. Dla standardowo stosowanej kuwety 1 1 cm, już przy stężeniu mol dm -3 absorbancja przekracza 0.2, co zgodnie z zależnością I abs = ( Aλwzb ) odpowiada I abs = Dlatego, jeżeli badane mają być próbki o większym stężeniu, niż te podane powyżej, należy zastosować, albo cieńszą kuwetę (np. 0.1 cm), co zwiększa zakres badanych stężeń albo przesunąć długość fali wzbudzenia z maksimum pasma, na jego zbocze, co powoduje zmniejszenie wartości ε zarazem (co obniża intensywność sygnału emisji). Mimo iż problem związany z filtrem wewnętrznym pierwszego rodzaju jest uciążliwy w przypadku porfiryn, to można go jednak w prosty sposób wyeliminować. Filtr wewnętrzny drugiego rodzaju Informacje ogólne Filtr wewnętrzny pierwszego rodzaju występować może dla każdej badanej substancji, wystarczy tylko, że przekroczona zostanie pewna graniczna wartość absorbancji. Aby wystąpił przypadek filtru drugiego rodzaju, badany związek musi spełniać jeden podstawowy warunek widmo emisji, musi nakładać się na długofalowe pasmo widma absorpcji. W takim 3
4 przypadku obserwować się będzie zjawisko reabsorpcji emisji, czyli powtórnej absorpcji emitowanego promieniowania. W języku angielskim istnieje oprócz określenia reabsorption pojęcie selfabsorption, które nie stosuje się w języku polskim. Dla znacznej większości związków nakładanie to istnieje, ale zazwyczaj tylko drobna część widma absorpcji i emisji nakłada się na siebie (z reguły są to ogony pasm, dla których efekt filtru wewnętrznego drugiego rodzaju jest znikomy, tak że w praktyce nie wnosi istotnego wpływu na mierzone widmo emisji). Zjawisko reabsorpcji emisji jest bardzo proste do wytłumaczenia i schematycznie przedstawione zostało na rysunku 3. Rys. 3: Schematyczne przedstawienie zjawiska reabsorpcji. a)prawie nienakładające się i b) nakładające się silnie widmo absorbancji i emisji a) absorbancja emisja 1 2 b) a) po wzbudzeniu (1) następuje akt emisji (2), który nie zostanie powtórnie zaabsorbowany; b) po wzbudzeniu (1) emisja może nastąpić w miejscu (2), wówczas z uwagi na to, że w tym obszarze długości fal widmo emisji i absorbancji nakłada się, może dojść do absorpcji (3) kwantu (2), energia zaabsorbowanego kwantu (3) może (nie musi) zostać oddana poprzez emisję (4). W tym przypadku kwant (2) nie dotrze do detektora (bo zostanie zaabsorbowany) i tym samym zmieni kształt widma w tym obszarze (zmniejszy się intensywność emisji). Jeżeli wzbudzona zostanie próbka do pewnego pasma absorpcji i np. z tego samego pasma zachodzi emisja, to w przypadku silnego nakładania się absorpcji i emisji, pewna część emitowanego światła znajduje się jeszcze w zakresie pasma absorpcji. Z tego względu dojdzie do kolejnego aktu absorpcji, tym razem spowodowanego nie poprzez bezpośrednie wzbudzenie zewnętrznym źródłem światła, ale poprzez emitowane promieniowanie. Po ponownej absorpcji znów dochodzi do emisji i ponownie może dojść do zaabsorbowania części promieniowania emitowanego. Filtr wewnętrzny drugiego rodzaju powoduje nie tylko zmniejszenie wydajności kwantowej emisji (nie każdy ponownie zaabsorbowany kwant energii spowoduje emisję promieniowania, np. dla wydajności kwantowej emisji 10-3 będzie to co tysięczny kwant) tak jak miało to miejsce w poprzednim przypadku, ale także powoduje silną zmianę kształtu mierzonego widma emisji, które w wyniku reabsorpcji przesuwa się długofalowo. 4
5 Dla porfiryn reabsorpcja emisji wpływa zarówno na emisję ze stanu S 1 jak i S 2. W przypadku emisji z pierwszego singletowego stanu wzbudzonego eliminacja reabsorpcji jest sprawą stosunkowo prostą. Natomiast dla emisji ze stanu S 2 bardzo trudno pozbyć się wpływu reabsorpcji emisji. Stosowanie standardowego i zmodyfikowanego spektrofluorymetru W większości laboratoriów znajdują się spektrofluorymetry określone w tej pracy, jako standardowe. Spektrofluorymetry takie posiadają następujące cechy: źródłem światła wzbudzającego jest lampa (najczęściej ksenonowa), wzbudzenie jest szerokie zarówno spektralnie jak i geometrycznie, wzbudzenie próbki następuje poprzez oświetlanie środka kuwety (rys. 4a), poprawa stosunku sygnału do szumu poprzez: zwiększenie stężenia roztworu, zwiększenie szczelin monochromatorów. Rys. 4: Geometria wzbudzenia w przypadku: standardowego spektrofluorymetru (a) i układu z laserowym wzbudzeniem (b). a) b) wzbudzenie emisja Wszystkie z wymienionych powyżej elementów, a zwłaszcza drugi i trzeci, powodują, że wpływ reabsorpcji emisji jest znaczący i nawet dla małych stężeń niezaniedbywalny. Dlatego też należało zmodyfikować układ do pomiarów widm emisji w taki sposób, aby zminimalizować udział reabsorpcji w mierzonym widmie emisji. W tym celu posłużono się innym spektrofluorymetrem z wzbudzeniem laserowym i specjalnym ustawieniem kuwety (rys. 4b). Zalety takiego rozwiązania wyszczególnione zostały poniżej: laser jako źródło światła (duża intensywność wiązki wzbudzającej, niestety pewne zakresy długości fali wzbudzenia są niedostępne patrz rozdział: Aparatura), wzbudzenie wąskie spektralnie i geometrycznie, wzbudzenie w kuwecie może być w dowolnym miejscu (rys. b), odpowiedni stosunek sygnału do szumu nawet gdy: stężenie roztworu jest niskie ( 10-6 mol dm -3 ), 5
6 wąska szczelina emisji (koło 0.9 nm), stosowano kuwety o drodze optycznej mm. Zastosowanie przedstawionego powyżej układu pozwoliło nie tylko na wyeliminowanie wpływu filtru wewnętrznego pierwszego rodzaju, ale na zmierzenie niezniekształconego reabsorpcją widma emisji porfiryny ze stanu S 2, dla stężeń porfiryny < 10-6 mol dm -3, zaś dla wyższych stężeń bardzo znaczne zmniejszenie udziału reabsorpcji. Nie było to możliwe przy użyciu standardowych spektrofluorymetrów nawet o najwyższej jakości (np. firmy SPEX). Eliminacja reabsorpcji emisji dla stanu S 1 Jak już zostało wspomniane wcześniej, możliwe jest zmierzenie widma emisji ze stanu S 1 porfiryny w taki sposób, aby nie zostało ono zniekształcone przez reabsorpcję. Należy pamiętać tylko o tym, żeby nie stosować próbek o zbyt dużej absorbancji i to nie tylko dla długości fali wzbudzenia (widmo może zostać zniekształcone poprzez wpływ filtru wewnętrznego pierwszego rodzaju), ale w całym zakresie pasma S 1, gdzie widmo absorpcji i emisji pokrywają się. Im będzie mniejsza absorbancja we wspólnym zakresie, tym mniejszy będzie efekt reabsorpcji emisji. W przypadku emisji ze stanu S 1 jest łatwy do spełnienia ten warunek, ponieważ wydajność kwantowa fluorescencji wynosi ~ (2 3) 10-2, współczynnik molowy absorpcji w maksimum tego pasma dla ZnTPP w etanolu wynosi około mol -1 dm 3 cm -1. Sprawia to, że dobrej jakości widmo emisji można uzyskać dla próbek dla których wartości absorpcji nie są zbyt duże. Przykładowy wpływ reabsoprcji emisji dla widma emisji ze stanu S 1 -ZnTPP w etanolu w zależności od stężenia badanej próby przedstawiony został na rysunku. Jak widać, widmo emisji w miejscu gdzie nie pokrywa się z widmem absorbancji nie jest zniekształcone, ani zmniejszone. Natomiast w zakresie, gdzie oba te widma się nakładają, następuje nie tylko zmniejszenie intensywności emisji, ale także przesunięcie położenia maksimum tego pasma w kierunku długofalowym. Przesunięcie to, wywołane jest tylko i wyłącznie poprzez wpływ reabsoprcji emisji (emisja krótkofalowa zostaje zjedzona ), a nie poprzez wpływ stężenia na badaną próbę. 6
7 Rys.5: Wpływ reabsorpcji emisji na widmo emisji ze stanu S 1 ZnTPP w etanolu dla dwóch znacząco różniących się stężeń. Absorbancja zmniejszenie intensywności i przesunięcie maksimum pasma jest wynikiem reabsorpcji emisji w zakresie, gdzie nakładają się widmo absorpcji i emisji emisja c ~ 10-6 mol dm -3 absorbancja c ~ 10-4 mol dm Długość fali [nm] Udział reabsorpcji emisji nie zależy od stosowanej kuwety pomiarowej, jeżeli stosowane jest standardowe wzbudzenie, to znaczy zastosowana jest kuweta np. o wymiarach 1 1 cm, a wzbudzenie następuje na środku kuwety. Taki sam efekt reabsorpcji emisji będzie, gdy zastosowana zostanie kuweta o rozmiarach cm (zwrócona węższą stroną w kierunku detektora), co schematycznie przedstawia rysunek 6 a,b. Istnieje jednak w położeniu a) większe prawdopodobieństwo wpływu filtru pierwszego rodzaju. Rys. 6: Porównanie drogi optycznej dla emisji (a tym samym wpływu reabsorpcji emisji) dla różnych, standardowo stosowanych kuwet pomiarowych. a) b) c) ta sama droga optyczna dla emisji wzbudzenie emisja krótsza niż w a) i b droga optyczna dla em Jeżeli kuweta np cm zostanie ustawiona węższą stroną w kierunku wzbudzenia, to oczywistym jest, że efekt reabsorpcji emisji, będzie mniejszy niż, w ustawieniu węższą strona w kierunku detektora (rys. 6 c). Nie jest to jednak ustawienie kuwety zwyczajowe, ponieważ w pomiarach widm emisji, ustawiona zostaje szczelina emisji jak najwęższa (aby jak najbardziej odzwierciedlić prawdziwy kształt widma), natomiast szczelina wzbudzenia na tyle szeroka, aby intensywność światła wzbudzającego była duża, a dzięki temu, aby intensywność emisji była wystarczająco duża, tzn. aby uzyskać odpowiedni stosunek sygnału do szumu. Powoduje to, że szczelina wzbudzenia geometrycznie może mieć rozmiar większy 7
8 niż ma roztwór znajdujący się w kuwecie. Oczywiście można w celu zminimalizowania wpływu reabsorpcji emisji zastosować kuwety o nietypowych rozmiarach. Eliminacja reabsorpcji emisji dla stanu S 2 Wydajność kwantowa emisji ze stanu S 2 dla ZnTPP w etanolu jest o rząd wielkości mniejsza niż ze stanu S 1, a współczynnik molowy absorpcji wynosi w maksimum pasma około mol -1 dm 3 cm -1 (~ 37.5 razy większy niż dla stanu S 1 ). Te dwie wielkości sprawiają, że wyeliminowanie reabsorpcji emisji dla stanu S 2 jest bardzo trudne i nie wystarcza zastosowanie małych stężeń, jak to miało miejsce dola stanus 1. Biorąc pod uwagę naturę procesu reabsorpcji najważniejszą rzeczą jaką należy wykonać, aby zminimalizować wpływ powtórnej absorpcji emitowanego światła jest jak największe skrócenie drogi, jaką w roztworze musi przebyć emitowane światło. Można było efekt ten uzyskać na dwóch drogach: (i) zmniejszyć wymiary geometryczne kuwety zmniejszyć ilość roztworu lub (ii) przesunąć kuwetę względem wiązki wzbudzającej w taki sposób, aby do wzbudzenia dochodziło jak najbliżej ścianki, poprzez którą emisja dochodzi do detektora (rys. 6 c). O ile pomysł pierwszy jest możliwy do wykonania na każdym spektrofluorymetrze o tyle drugi sposób wymagał pewnych modyfikacji układu (np. zmiana stolika z uchwytem na kuwety, na taki aby była możliwość manipulowania jego położeniem). Zmniejszenie wymiarów kuwety pomiarowej zmniejsza udział procesu reabsorpcji jednocześnie jednak powoduje znaczne zmniejszenie intensywności emisji. Na rysunku zauważyć można wyraźny wpływ na położenie, kształt i intensywność widma emisji ze stanu S 2 porfiryny. Wpływ ten jest zgodny z przewidywaniami, tzn, że jeśli droga emisji w roztworze jest krótka (a na pewno jest ona krótsza dla kuwety cm niż dla cm), to udział reabsorpcji też jest mniejszy i rejestrujemy większą część widma, ponieważ mniej emisji jest powtórnie reabsorbowana. Jednak zastosowanie mniejszej kuwety pomiarowej prowadzi do uzyskania widma kiepskiej jakości mocno zaszumionego. Na tym prostym układzie można jednak zauważyć jak znaczący wpływ na widmo emisji porfiryn ze stanu S 2 ma reabsorpcja. 8
9 Intensywność [j.u.] Intensywność [j.u.] c~10-6 mol dm -3 absorbancja emisja spektrofluorymetr standardowy kuweta 0.4 1cm kuweta cm spektrofluorymetr z laserowym wzbudzeniem kuweta 0.4 1cm Długość fali [nm] Rys.7: Widma emisji ze stanu S 2 ZnTPP w etanolu zmierzone na spektrofluorymetrach: standardowym i z laserowym wzbudzeniem (szczegóły w tekście). U góry rzeczywiste stosunki intensywności; na dole, widma unormowane do stałej intensywności. Znacznie lepsze rezultaty uzyskuje się wykorzystując spektrometr z laserowym wzbudzeniem. Układ ten, jak przedstawiono w rozdziale Aparatura, jest układem zbudowanym z poszczególnych elementów i nie stanowi zwartej konstrukcji, co powoduje, że można go łatwo konfigurować w taki sposób jaki jest potrzebny. Dodatkowo uchwyt na kuwety znajduje się na wózku, który można dowolnie przesuwać w stosunku do wiązki wzbudzającej, która ma bardzo małą średnicę, wynoszącą mniej niż 0.5 mm. Dzięki temu udało się ustawić wiązkę wzbudzającą bardzo blisko ściany kuwety (rys 6 b) i uzyskać widmo emisji dla stężenia ZnTPP w etanolu ~ 10-6 mol dm -3 takie jak przedstawione na rysunku 7 (czerwony kolor linii). Jak widać jest ono najbardziej przesunięte krótkofalowo w stosunku do pozostałych widm emisji, najmocniej nakłada się na widmo absorpcji i ma największą intensywność (pole pod krzywą, jako miara wydajności kwantowej emisji, jest w tym przypadku największa). Uzyskana różnica położeń pomiędzy maksimum widma absorbancji i widma emisji jest najmniejsza i wynosi mniej niż 200 cm -1 (w pozostałych przypadkach było to odpowiednio 470 i 730 cm -1 ). Ponadto zastosowanie spektrofluorymetru z laserowym wzbudzeniem, pozwoliło dzięki dużej intensywności wiązki wzbudzającej użyć wąską szczelinę emisji (Δλ < 1 nm), dzięki czemu mierzone widma emisji jest dobrej jakości, a zarazem nie jest zniekształcone przez 9
10 zbyt szeroką szczelinę (odzwierciedlają rzeczywisty kształt widma emisji). Użycie do wzbudzenia wiązki laserowej umożliwiło rejestrację początku widm emisji przesuniętego zaledwie o 2 nm w stosunku do długości fali wzbudzenia. W rezultacie zastosowanie opisanego w rozdziale Aparatura układu pomiarowego oraz geometrii wzbudzenia i obserwacji emisji po raz pierwszy dla porfiryn cynkowych pozwoliło na zarejestrowanie całego niezniekształconego widma fluorescencji pochodzącego z pasma Soreta bezpośrednio przy wzbudzeniu do tego pasma. Ponadto umożliwiło to nie tylko zaobserwowanie dużej części widma emisji przy niskim pobudzeniu wibracyjnym, ale także przeprowadzenie badań wpływu długości fali wzbudzenia w ramach pasma Soreta zarówno na kształt i położenie obserwowanej emisji, jak i jej wydajność kwantową. Ze względu na stwierdzona w ostatnich latach obecność co najmniej dwóch stanów elektronowych w zakresie pasma Soreta przeprowadzenie ilościowych badań emisyjnych w zakresie tego pasma jest szczególnie ważne. Procedury wyliczające wkład reabsorpcji Stosując opisaną powyżej metodę, reabsorpcja emisji ma minimalny wpływ na mierzone widma emisji, dla stężeń ~10-6 mol dm -3, ale już dla stężeń ZnTPP > 10-5 mol dm -3 wpływ ten jest na tyle duży, że należy dodatkowo zastosować odpowiednią procedurę analizy wyników. Analizę tą można przeprowadzić dwoma drogami: (i) wyeliminować matematycznie wpływ reabsoprcji (uzyskać widmo niezniekształcone przez wpływ reabsorpcji), (ii) wymodelować jaki powinien być wpływ reabsorpcji emisji na widmo i porównać z widmem zmierzonym (sztucznie dodać wpływ reabsorpcji). Założenia w obydwu drogach są takie same i obie korzystają z tego samego równania początkowego. Jeżeli nie ma wpływu reabsorpcji, to obserwowana emisja I obs jest równa rzeczywistej emisji próbki I em : obs ( λ ) I ( λ ) równanie powyższe można zapisać w postaci: I obs I = 1 em ( λ ) T ( λ ) I ( λ ) = 2 gdzie T jest wartością transmisji emitowanego światła w próbce. Jeśli nie ma reabsorpcji, tzn, że całe emitowane światło przechodzi przez roztwór, to wtedy T = 1, jeśli część emitowanego światła zostanie zaabsorbowana, to oznacza, że T < 1. Jak wiadomo transmisja z absorpcją (A) powiązana jest zależnością: em a absorpcja z absorbancją (ABS): T = 1 A 3 10
11 po podstawieniu daje to: A = 10 ABS 1 4 a zatem równanie przyjmie postać: lub T I I ABS ABS ( 1 10 ) = = obs em ABS ( λ ) ( λ ) = I ( λ ) 10 6 em ABS ( λ ) ( λ ) I ( λ ) = 10 7 W zależności od sposobu zapisania powyższego równania można eliminować (równanie 7), lub też modelować (równanie 6) wpływ reabsorpcji emisji. Wzory te oznaczają, że każdy punkt widma emisji musi zostać przemnożony przez wartość absorbancji odpowiadającej danej długości fali emisji. W obu przypadkach pojawia się poważny problem, dotyczący wartości absorbancji na drodze emisji. Wartość ta nie jest znana ponieważ nie jesteśmy w stanie bezpośrednio określić drogi optycznej w próbce (lub w roztworze) przez jaką przechodzi promieniowanie emitowane (odległość pomiędzy ścianką wewnętrzną kuwety, a światłem wzbudzającym) w kierunku detektora. Można jednak wyliczyć tą wartość. Potrzebna jest znajomość wartości absorbancji ABS próbki, na znanej drodze optycznej, którą można zmierzyć za pomocą spektrofotometru, w kuwecie o znanej grubości l. Następnie jeśli eliminujemy wpływ reabsorpcji potrzebujemy kilku widm emisji o różnym udziale reabsorpcji. W przedstawionym tutaj przykładzie, będą to widma emisji ze stanu S 2 ZnTPP w etanolu dla różnych stężeń roztworu. Najlepiej byłoby, aby przynajmniej jedno ze zmierzonych widm emisji nie było obarczone wpływem reabsorpcji. Następnie każde ze zmierzonych widm mnożymy zgodnie ze wzorem: em obs ( ) ( λ ) = ABS λ l I ( λ ) x I 10 8 gdzie l x jest czynnikiem określającym drogę optyczną emitowanego promieniowania w roztworze: ABS = ε c l ABS l = ε c obs ( l ) x l x Za wartość l x podstawiamy dowolną liczbę i sprawdzamy, czy przemnożone widma emisji pokrywają się ze sobą, ponieważ jak wiadomo zmiana kształtu i intensywności następuje poprzez wpływ reabsorpcji, który staramy się wyeliminować. Zatem, dla pewnej wartości l x (która powinna być taka sama dla wszystkich widm emisji, przy założeniu, że używamy taką samą pod względem geometrycznym kuwetę i ustawiamy ją powtarzalnie) powinno uzyskać 9 11
12 się jednakowy kształt wszystkich zmierzonych widm. Jeśli natomiast modelujemy wpływ reabsorpcji, potrzebne jest niezniekształcone widmo emisji, do którego poprzez użycie zależności: obs ( ) ( λ ) = ABS λ l I ( λ ) x I będziemy dodawali wpływ reabsorpcji. Jeżeli wcześniej (podczas eliminacji wpływu reabsorpcji) wyznaczono wartość l x dla danej serii pomiarowej, można tą wartość użyć również w tym przypadku. Po przemnożeniu widm emisji przez wartości absorbancji i l x powinniśmy otrzymać widmo, takie same jak eksperymentalnie zmierzone widmo emisji dla danej absorbancji, które było obarczone wpływem reabsorpcji. Jeśli nie została wcześniej wyliczona wartość l x należy ją oszacować w taki sposób, żeby po przemnożeniu widma emisji bez wpływu reabsorpcji otrzymać eksperymentalnie zmierzone widmo emisji z pewnym (zakładanym z wartości absorbancji) udziałem reabsorpcji. Przedstawione powyżej metody zostały użyte nie tylko do wyeliminowania i wysymulowania wpływu reabsoprcji na mierzone widma emisji ze stanu S 2 ZnTPP w etanolu, ale także do zbadania wpływu stężenia w zakresie od 2.3 do mol dm -3 (Rys. 8 ) na kształt i położenie widm emisji z pasma Soreta, a także wydajność kwantową emisji. Jedną z charakterystycznych właściwości porfiryn jest łatwość tworzenia przez nie dimerów, a nawet wyższych merów. Obserwuje się to już dla tak małych stężeń jak mol dm -3, a w szczególnych przypadkach nawet dla mniejszych stężeń. Choć właściwość ta jest dobrze znana, to jednak z reguły w badaniach emisyjnych porfiryn przyjmuje się, że obserwowana emisja, zarówno ze stanu S 1 jak i S 2 pochodzi wyłącznie od wzbudzonych monomerów. Biorąc pod uwagę opisane wyżej trudności w pomiarze rzeczywistych widm fluorescencji pochodzących z pasma Soreta nie może dziwić, że do tej pory nie przeprowadzono takich pomiarów emisyjnych w szerokim zakresie stężeń porfiryny cynkowej. Zastosowana w niniejszej pracy metoda pomiarów widm emisji i procedura ich analizy pozwoliła na ilościowe zbadanie wpływu stężenia na obecność dimerów w roztworze ZnTPP i zbadanie ich właściwości emisyjnych. em 12
13 Intensywność [j.u.] Bardzo silny wpływ reabsorpcji 1.0 zmniejszanie intensywności (wydajności kwantowej) emisji i położenia maksimum Długość fali [nm] c [mol dm -3 ] Intensywność [j.u.] Długość fali [nm] Rys.8: Zmiana kształtu, położenia maksimum i intensywności widm emisji ze stanu S 2 ZnTPP w etanolu w funkcji stężenia. U góry rzeczywiste różnice intensywności (wydajności kwantowych) emisji, na dole widma unormowane do stałej intensywności. Można pokazać, że widmo emisji o najmniejszym stężeniu ( mol dm -3 ), jest widmem dla którego wpływ reabsorpcji jest pomijalnie mały. Poprzez wyeliminowanie wpływu reabsorpcji emisji zgodnie z równaniem 7 otrzymano widma emisji przedstawione na rysunku (górny rysunek), wartość l x dla takiego przypadku wyniosła AA, co w rezultacie dało drogę optyczną jaką przebywa emitowane promieniowanie w roztworze BB. Widać zatem, że mimo iż emisja w roztworze przebywa tak krótką drogę to reabsorpcja emisji ma znaczący wpływ na widmo. Podobną analizę wykonano korzystając ze wzoru (rys. dół). W obu przypadkach uzyskuje się podobne wyniki. Podczas eliminacji wpływu reabsorpcji dla stężenia ZnTPP w etanolu poniżej ~ 13*10-6 mol dm -3 widma emisji mają dokładnie taki sam kształt i intensywność, natomiast powyżej tego stężenia zachowany zostaje tylko kształt, a intensywność jest zmniejszona. Podobnie podczas modelowania, krzywe wysymulowane (cienkie linie) zgadzają się co do kształtu i intensywności ze zmierzonymi widmami emisji (pogrubione linie) poniżej stężenia ~ mol dm -3, a powyżej tego stężenia widoczna jest różnica intensywności, ale nie kształtu widm. Oznaczać to może, że powyżej stężenia ~ mol dm -3 w roztworze obecne są również dimery, które obniżają wartość emisji. 13
14 Intensywność [j.u.] Intensywność [j.u.] eliminacja reabsorpcji Długość fali [nm] Długość fali [nm] c [mol dm -3 ] modelowanie reabsorpcji zmierzone widma emisji symulowany wpływ reabsorpcji Podsumowując, należy stwierdzić, że mimo iż stosuje się układ pomiarowy ze specjalną geometrią wzbudzenia, to efekt reabsorpcji emisji na paśmie Soreta porfiryny jest na tyle duży, że należy dodatkowo zastosować odpowiednią analizę danych, dzięki, której można uzyskać widma nie zniekształcone powtórną absorpcją emitowanego promieniowania, a korzystając z nich wyznaczyć poprawne wartości wydajności kwantowej emisji porfiryn ze stanu S 2 Rys.9: Eliminacja (góra) i symulowanie (dół) wpływu reabsorpcji emisji dla widm emisji ze stanu S 2 ZnTPP w etanol 14
METODYKA POMIARÓW WIDM FLUORESCENCJI (WF) NA MPF-3 (PERKIN-HITACHI)
METODYKA POMIARÓW WIDM FLUORESCENCJI (WF) NA MPF-3 (PERKIN-HITACHI) (Uzupełnieniem do niniejszej metodyki jest instrukcja obsługi spektrofluorymetru MPF-3, która znajduje się do wglądu u prof. dr hab.
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 1. Zagadnienia: spektroskopia absorpcyjna, prawa absorpcji, budowa i działanie. Wstęp. Część teoretyczna.
Ćwiczenie 1 Metodyka poprawnych i dokładnych pomiarów absorbancji, wyznaczenie małych wartości absorbancji. Czynniki wpływające na mierzone widma absorpcji i wartości absorbancji dla wybranych długości
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 30. Zagadnienia: spektroskopia absorpcyjna w zakresie UV-VIS, prawa absorpcji, budowa i. Wstęp
Ćwiczenie 30 Metodyka poprawnych i dokładnych pomiarów absorbancji w zakresie UV- VS, wyznaczenie małych wartości absorbancji. Czynniki wpływające na mierzone widma absorpcji i wartości absorbancji dla
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 31. Zagadnienia: spektroskopia absorpcyjna, prawa absorpcji, budowa i działanie. Wstęp
Ćwiczenie 31 Metodyka poprawnych i dokładnych pomiarów widm absorbancji w zakresie UV-VIS. Wpływ monochromatyczności promieniowania i innych parametrów pomiarowych na kształt widm absorpcji i wartości
Bardziej szczegółowoAparatura do badań spektroskopowych
Aparatura do badań spektroskopowych Spektrofotometr Do rejestracji widm absorpcji używany jest spektrofotometr V-55 (Jasco) i Specord UV-VIS (Zeiss) oraz jeśli to konieczne to także Cary-3 (Varian). Spektrofotometry
Bardziej szczegółowoIR II. 12. Oznaczanie chloroformu w tetrachloroetylenie metodą spektrofotometrii w podczerwieni
IR II 12. Oznaczanie chloroformu w tetrachloroetylenie metodą spektrofotometrii w podczerwieni Promieniowanie podczerwone ma naturę elektromagnetyczną i jego absorpcja przez materię podlega tym samym prawom,
Bardziej szczegółowoMETODYKA POMIARÓW WIDM ABSORPCJI (WA) NA CARY-300 (Varian) i V-550 (JASCO)
METODYKA POMIARÓW WIDM ABSORPCJI (WA) NA CARY-300 (Varian) i V-550 (JASCO) Czas od włączenia spektrofotometru Cary-300 do momentu uzyskania stabilnej pracy: ok 30 minut., w przypadku V-550 ok. 3h. WA widmo
Bardziej szczegółowoSpektroskopia molekularna. Ćwiczenie nr 1. Widma absorpcyjne błękitu tymolowego
Spektroskopia molekularna Ćwiczenie nr 1 Widma absorpcyjne błękitu tymolowego Doświadczenie to ma na celu zaznajomienie uczestników ćwiczeń ze sposobem wykonywania pomiarów metodą spektrofotometryczną
Bardziej szczegółowoPrzewaga klasycznego spektrometru Ramana czyli siatkowego, dyspersyjnego nad przystawką ramanowską FT-Raman
Porównanie Przewaga klasycznego spektrometru Ramana czyli siatkowego, dyspersyjnego nad przystawką ramanowską FT-Raman Spektroskopia FT-Raman Spektroskopia FT-Raman jest dostępna od 1987 roku. Systemy
Bardziej szczegółowoPRODUKTY CHEMICZNE Ćwiczenie nr 3 Oznaczanie zawartości oksygenatów w paliwach metodą FTIR
PRODUKTY CHEMICZNE Ćwiczenie nr 3 Oznaczanie zawartości oksygenatów w paliwach metodą FTIR WSTĘP Metody spektroskopowe Spektroskopia bada i teoretycznie wyjaśnia oddziaływania pomiędzy materią będącą zbiorowiskiem
Bardziej szczegółowoLaboratorium techniki laserowej Ćwiczenie 2. Badanie profilu wiązki laserowej
Laboratorium techniki laserowej Ćwiczenie 2. Badanie profilu wiązki laserowej 1. Katedra Optoelektroniki i Systemów Elektronicznych, WETI, Politechnika Gdaoska Gdańsk 2006 1. Wstęp Pomiar profilu wiązki
Bardziej szczegółowoANALIZA SPEKTRALNA I POMIARY SPEKTROFOTOMETRYCZNE. Instrukcja wykonawcza
ĆWICZENIE 72A ANALIZA SPEKTRALNA I POMIARY SPEKTROFOTOMETRYCZNE 1. Wykaz przyrządów Spektroskop Lampy spektralne Spektrofotometr SPEKOL Filtry optyczne Suwmiarka Instrukcja wykonawcza 2. Cel ćwiczenia
Bardziej szczegółowoPomiar drogi koherencji wybranych źródeł światła
Politechnika Gdańska WYDZIAŁ ELEKTRONIKI TELEKOMUNIKACJI I INFORMATYKI Katedra Optoelektroniki i Systemów Elektronicznych Pomiar drogi koherencji wybranych źródeł światła Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego
Bardziej szczegółowoRozmycie pasma spektralnego
Rozmycie pasma spektralnego Rozmycie pasma spektralnego Z doświadczenia wiemy, że absorpcja lub emisja promieniowania przez badaną substancję występuje nie tylko przy częstości rezonansowej, tj. częstości
Bardziej szczegółowoOptyczna spektroskopia oscylacyjna. w badaniach powierzchni
Optyczna spektroskopia oscylacyjna w badaniach powierzchni Zalety oscylacyjnej spektroskopii optycznej uŝycie fotonów jako cząsteczek wzbudzających i rejestrowanych nie wymaga uŝycia próŝni (moŝliwość
Bardziej szczegółowoOpis programu Konwersja MPF Spis treści
Opis programu Konwersja MPF Spis treści Ogólne informacje o programie...2 Co to jest KonwersjaMPF...2 Okno programu...2 Podstawowe operacje...3 Wczytywanie danych...3 Przegląd wyników...3 Dodawanie widm
Bardziej szczegółowoWyznaczanie prędkości dźwięku w powietrzu
Imię i Nazwisko... Wyznaczanie prędkości dźwięku w powietrzu Opracowanie: Piotr Wróbel 1. Cel ćwiczenia. Celem ćwiczenia jest wyznaczenie prędkości dźwięku w powietrzu, metodą różnicy czasu przelotu. Drgania
Bardziej szczegółowoKatedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Wyznaczanie stałej szybkości i rzędu reakcji metodą graficzną. opiekun mgr K.
Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego Wyznaczanie stałej szybkości i rzędu reakcji metodą graficzną opiekun mgr K. Łudzik ćwiczenie nr 27 Zakres zagadnień obowiązujących do ćwiczenia 1. Zastosowanie
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 2 Przejawy wiązań wodorowych w spektroskopii IR i NMR
Ćwiczenie 2 Przejawy wiązań wodorowych w spektroskopii IR i NMR Szczególnym i bardzo charakterystycznym rodzajem oddziaływań międzycząsteczkowych jest wiązanie wodorowe. Powstaje ono między molekułami,
Bardziej szczegółowon n 1 2 = exp( ε ε ) 1 / kt = exp( hν / kt) (23) 2 to wzór (22) przejdzie w następującą równość: ρ (ν) = B B A / B 2 1 hν exp( ) 1 kt (24)
n n 1 2 = exp( ε ε ) 1 / kt = exp( hν / kt) (23) 2 to wzór (22) przejdzie w następującą równość: ρ (ν) = B B A 1 2 / B hν exp( ) 1 kt (24) Powyższe równanie określające gęstość widmową energii promieniowania
Bardziej szczegółowoSpektroskopia molekularna. Spektroskopia w podczerwieni
Spektroskopia molekularna Ćwiczenie nr 4 Spektroskopia w podczerwieni Spektroskopia w podczerwieni (IR) jest spektroskopią absorpcyjną, która polega na pomiarach promieniowania elektromagnetycznego pochłanianego
Bardziej szczegółowoI. PROMIENIOWANIE CIEPLNE
I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE - lata '90 XIX wieku WSTĘP Widmo promieniowania elektromagnetycznego zakres "pokrycia" różnymi rodzajami fal elektromagnetycznych promieniowania zawartego w danej wiązce. rys.i.1.
Bardziej szczegółowoPRACOWNIA CHEMII. Wygaszanie fluorescencji (Fiz4)
PRACOWNIA CHEMII Ćwiczenia laboratoryjne dla studentów II roku kierunku Zastosowania fizyki w biologii i medycynie Biofizyka molekularna Projektowanie molekularne i bioinformatyka Wygaszanie fluorescencji
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 42 WYZNACZANIE OGNISKOWEJ SOCZEWKI CIENKIEJ. Wprowadzenie teoretyczne.
Ćwiczenie 4 WYZNACZANIE OGNISKOWEJ SOCZEWKI CIENKIEJ Wprowadzenie teoretyczne. Soczewka jest obiektem izycznym wykonanym z materiału przezroczystego o zadanym kształcie i symetrii obrotowej. Interesować
Bardziej szczegółowoJan Drzymała ANALIZA INSTRUMENTALNA SPEKTROSKOPIA W ŚWIETLE WIDZIALNYM I PODCZERWONYM
Jan Drzymała ANALIZA INSTRUMENTALNA SPEKTROSKOPIA W ŚWIETLE WIDZIALNYM I PODCZERWONYM Światło słoneczne jest mieszaniną fal o różnej długości i różnego natężenia. Tylko część promieniowania elektromagnetycznego
Bardziej szczegółowoWYZNACZANIE DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ ZA POMOCĄ SIATKI DYFRAKCYJNEJ
ĆWICZEIE 8 WYZACZAIE DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLEJ ZA POMOCĄ SIATKI DYFRAKCYJEJ Opis teoretyczny do ćwiczenia zamieszczony jest na stronie www.wtc.wat.edu.pl w dziale DYDAKTYKA FIZYKA ĆWICZEIA LABORATORYJE. Opis
Bardziej szczegółowoOpracował dr inż. Tadeusz Janiak
Opracował dr inż. Tadeusz Janiak 1 Uwagi dla wykonujących ilościowe oznaczanie metodami spektrofotometrycznymi 3. 3.1. Ilościowe oznaczanie w metodach spektrofotometrycznych Ilościowe określenie zawartości
Bardziej szczegółowoKatedra Fizyki i Biofizyki instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych dla kierunku Lekarskiego
Ćw. M8 Zjawisko absorpcji i emisji światła w analityce. Pomiar widm absorpcji i stężenia ryboflawiny w roztworach wodnych za pomocą spektrofotometru. Wyznaczanie stężeń substancji w roztworze metodą fluorescencyjną.
Bardziej szczegółowoKatedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Spektrofotometryczne oznaczanie stężenia jonów żelaza(iii) opiekun mgr K. Łudzik
Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego Spektrofotometryczne oznaczanie stężenia jonów żelaza(iii) opiekun mgr K. Łudzik ćwiczenie nr 26 Zakres zagadnień obowiązujących do ćwiczenia 1. Prawo Lamberta
Bardziej szczegółowoLaboratorium Podstaw Biofizyki
CEL ĆWICZENIA Celem ćwiczenia jest zbadanie procesu adsorpcji barwnika z roztworu oraz wyznaczenie równania izotermy Freundlicha. ZAKRES WYMAGANYCH WIADOMOŚCI I UMIEJĘTNOŚCI: widmo absorpcyjne, prawo Lamberta-Beera,
Bardziej szczegółowo1 Źródła i detektory. I. Badanie charakterystyki spektralnej nietermicznych źródeł promieniowania elektromagnetycznego
1 I. Badanie charakterystyki spektralnej nietermicznych źródeł promieniowania elektromagnetycznego Cel ćwiczenia: Wyznaczenie charakterystyki spektralnej nietermicznego źródła promieniowania (dioda LD
Bardziej szczegółowoOZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS
OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS Zagadnienia teoretyczne. Spektrofotometria jest techniką instrumentalną, w której do celów analitycznych wykorzystuje się przejścia energetyczne zachodzące
Bardziej szczegółowoTechniki analityczne. Podział technik analitycznych. Metody spektroskopowe. Spektroskopia elektronowa
Podział technik analitycznych Techniki analityczne Techniki elektrochemiczne: pehametria, selektywne elektrody membranowe, polarografia i metody pokrewne (woltamperometria, chronowoltamperometria inwersyjna
Bardziej szczegółowoKwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne.
Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne. DUALIZM ŚWIATŁA fala interferencja, dyfrakcja, polaryzacja,... kwant, foton promieniowanie ciała doskonale
Bardziej szczegółowoPodczerwień bliska: cm -1 (0,7-2,5 µm) Podczerwień właściwa: cm -1 (2,5-14,3 µm) Podczerwień daleka: cm -1 (14,3-50 µm)
SPEKTROSKOPIA W PODCZERWIENI Podczerwień bliska: 14300-4000 cm -1 (0,7-2,5 µm) Podczerwień właściwa: 4000-700 cm -1 (2,5-14,3 µm) Podczerwień daleka: 700-200 cm -1 (14,3-50 µm) WIELKOŚCI CHARAKTERYZUJĄCE
Bardziej szczegółowoLaboratorium techniki światłowodowej. Ćwiczenie 3. Światłowodowy, odbiciowy sensor przesunięcia
Laboratorium techniki światłowodowej Ćwiczenie 3. Światłowodowy, odbiciowy sensor przesunięcia Katedra Optoelektroniki i Systemów Elektronicznych, WETI, Politechnika Gdaoska Gdańsk 2006 1. Wprowadzenie
Bardziej szczegółowoPomiary widm fotoluminescencji
Fotoluminescencja (PL photoluminescence) jako technika eksperymentalna, oznacza badanie zależności spektralnej rekombinacji promienistej, pochodzącej od nośników wzbudzonych optycznie. Schemat układu do
Bardziej szczegółowoPRACOWNIA PODSTAW BIOFIZYKI
PRACOWNIA PODSTAW BIOFIZYKI Ćwiczenia laboratoryjne dla studentów III roku kierunku Zastosowania fizyki w biologii i medycynie Biofizyka molekularna Badanie wygaszania fluorescencji SPQ przez jony chloru
Bardziej szczegółowoĆWICZENIE Nr 4 LABORATORIUM FIZYKI KRYSZTAŁÓW STAŁYCH. Badanie krawędzi absorpcji podstawowej w kryształach półprzewodników POLITECHNIKA ŁÓDZKA
POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT FIZYKI LABORATORIUM FIZYKI KRYSZTAŁÓW STAŁYCH ĆWICZENIE Nr 4 Badanie krawędzi absorpcji podstawowej w kryształach półprzewodników I. Cześć doświadczalna. 1. Uruchomić Spekol
Bardziej szczegółowoJAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI? JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI?
Podstawowe miary masy i objętości stosowane przy oznaczaniu ilości kwasów nukleinowych : 1g (1) 1l (1) 1mg (1g x 10-3 ) 1ml (1l x 10-3 ) 1μg (1g x 10-6 ) 1μl (1l x 10-6 ) 1ng (1g x 10-9 ) 1pg (1g x 10-12
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 3 Pomiar równowagi keto-enolowej metodą spektroskopii IR i NMR
Ćwiczenie 3 Pomiar równowagi keto-enolowej metodą spektroskopii IR i NMR 1. Wstęp Związki karbonylowe zawierające w położeniu co najmniej jeden atom wodoru mogą ulegać enolizacji przez przesunięcie protonu
Bardziej szczegółowoLABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE. Ćwiczenie nr 3 Temat: Wyznaczenie ogniskowej soczewek za pomocą ławy optycznej.
LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE Ćwiczenie nr 3 Temat: Wyznaczenie ogniskowej soczewek za pomocą ławy optycznej.. Wprowadzenie Soczewką nazywamy ciało przezroczyste ograniczone
Bardziej szczegółowoStanowisko do pomiaru fotoprzewodnictwa
Stanowisko do pomiaru fotoprzewodnictwa Kraków 2008 Układ pomiarowy. Pomiar czułości widmowej fotodetektorów polega na pomiarze fotoprądu w funkcji długości padającego na detektor promieniowania. Stanowisko
Bardziej szczegółowoWyznaczanie profilu wiązki promieniowania używanego do cechowania tomografu PET
18 Wyznaczanie profilu wiązki promieniowania używanego do cechowania tomografu PET Ines Moskal Studentka, Instytut Fizyki UJ Na Uniwersytecie Jagiellońskim prowadzone są badania dotyczące usprawnienia
Bardziej szczegółowoUniwersytet Warszawski Wydział Fizyki. Światłowody
Uniwersytet Warszawski Wydział Fizyki Marcin Polkowski 251328 Światłowody Pracownia Fizyczna dla Zaawansowanych ćwiczenie L6 w zakresie Optyki Streszczenie Celem wykonanego na Pracowni Fizycznej dla Zaawansowanych
Bardziej szczegółowoEfekt fotoelektryczny
Ćwiczenie 82 Efekt fotoelektryczny Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest obserwacja efektu fotoelektrycznego: wybijania elektronów z metalu przez światło o różnej częstości (barwie). Pomiar energii kinetycznej
Bardziej szczegółowoWYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ZAŁAMANIA SZKŁA ZA POMOCĄ SPEKTROMETRU CZĘŚĆ (A-zestaw 1) Instrukcja wykonawcza
ĆWICZENIE 76A WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ZAŁAMANIA SZKŁA ZA POMOCĄ SPEKTROMETRU CZĘŚĆ (A-zestaw ) Instrukcja wykonawcza. Wykaz przyrządów Spektrometr (goniometr) Lampy spektralne Pryzmaty. Cel ćwiczenia
Bardziej szczegółowoĆWICZENIE 3 LUMINOFORY ORGANICZNE I NIEORGANICZNE.
Laboratorium specjalizacyjne A ĆWICZENIE 3 LUMINOFORY ORGANICZNE I NIEORGANICZNE. Zagadnienia: Podział luminoforów: fluorofory oraz fosfory Luminofory organiczne i nieorganiczne Różnorodność stanów wzbudzonych
Bardziej szczegółowoWidmo promieniowania
Widmo promieniowania Spektroskopia Każde ciało wysyła promieniowanie. Promieniowanie to jest składa się z wiązek o różnych długościach fal. Jeśli wiązka światła pada na pryzmat, ulega ono rozszczepieniu,
Bardziej szczegółowoDeuterowa korekcja tła w praktyce
Str. Tytułowa Deuterowa korekcja tła w praktyce mgr Jacek Sowiński jaceksow@sge.com.pl Plan Korekcja deuterowa 1. Czemu służy? 2. Jak to działa? 3. Kiedy włączyć? 4. Jak/czy i co regulować? 5. Jaki jest
Bardziej szczegółowoPOMIAR APERTURY NUMERYCZNEJ
ĆWICZENIE O9 POMIAR APERTURY NUMERYCZNEJ ŚWIATŁOWODU KATEDRA FIZYKI 1 Wstęp Prawa optyki geometrycznej W optyce geometrycznej, rozpatrując rozchodzenie się fal świetlnych przyjmuje się pewne założenia
Bardziej szczegółowoSpektroskop, rurki Plückera, cewka Ruhmkorffa, aparat fotogtaficzny, źródło prądu
Imię i nazwisko ucznia Nazwa i adres szkoły Imię i nazwisko nauczyciela Tytuł eksperymentu Dział fizyki Potrzebne materiały do doświadczeń Kamil Jańczyk i Mateusz Kowalkowski I Liceum Ogólnokształcące
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 363. Polaryzacja światła sprawdzanie prawa Malusa. Początkowa wartość kąta 0..
Nazwisko... Data... Nr na liście... Imię... Wydział... Dzień tyg.... Godzina... Polaryzacja światła sprawdzanie prawa Malusa Początkowa wartość kąta 0.. 1 25 49 2 26 50 3 27 51 4 28 52 5 29 53 6 30 54
Bardziej szczegółowoSKUTECZNOŚĆ IZOLACJI JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI? JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI?
SKUTECZNOŚĆ IZOLACJI Wydajność izolacji- ilość otrzymanego kwasu nukleinowego Efektywność izolacji- jakość otrzymanego kwasu nukleinowego w stosunku do ilości Powtarzalność izolacji- zoptymalizowanie procedury
Bardziej szczegółowoPolitechnika Warszawska Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki Zakład Optoelektroniki
Politechnika Warszawska Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki Zakład Optoelektroniki LASEROWY POMIAR ODLEGŁOŚCI INTERFEROMETREM MICHELSONA Instrukcja wykonawcza do ćwiczenia laboratoryjnego ćwiczenie
Bardziej szczegółowoĆWICZENIE 2 WYZNACZANIE WYDAJNOŚCI KWANTOWYCH ORAZ CZASÓW ZANIKU LUMINESCENCJI ZWIĄZKÓW W ROZTWORZE ORAZ CIELE STAŁYM, CZ. II.
Laboratorium specjalizacyjne Chemia sądowa ĆWICZENIE 2 WYZNACZANIE WYDAJNOŚCI KWANTOWYCH ORAZ CZASÓW ZANIKU LUMINESCENCJI ZWIĄZKÓW W ROZTWORZE ORAZ CIELE STAŁYM, CZ. II. Zagadnienia: Zjawiska fosforescencji
Bardziej szczegółowoWYZNACZANIE ODLEGŁOŚCI KRYTYCZNEJ POMIĘDZY CZĄSTECZKAMI DONORA I AKCEPTORA W PROCESIE REZONANSOWEGO PRZENIESIENIA ENERGII (FRET)
Ćwiczenie 9 WYZNACZANIE ODLEGŁOŚCI KRYTYCZNEJ POMIĘDZY CZĄSTECZKAMI DONORA I AKCEPTORA W PROCESIE REZONANSOWEGO PRZENIESIENIA ENERGII (FRET) Zagadnienia: procesy dezaktywacji stanów elektronowo wzbudzonych
Bardziej szczegółowoIM21 SPEKTROSKOPIA ODBICIOWA ŚWIATŁA BIAŁEGO
IM21 SPEKTROSKOPIA ODBICIOWA ŚWIATŁA BIAŁEGO Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z metodą pomiaru grubości cienkich warstw za pomocą interferometrii odbiciowej światła białego, zbadanie zjawiska pęcznienia warstw
Bardziej szczegółowoWYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ZAŁAMANIA SZKŁA ZA POMOCĄ SPEKTROMETRU.
0.X.00 ĆWICZENIE NR 76 A (zestaw ) WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ZAŁAMANIA SZKŁA ZA POMOCĄ SPEKTROMETRU. I. Zestaw przyrządów:. Spektrometr (goniometr), Lampy spektralne 3. Pryzmaty II. Cel ćwiczenia: Zapoznanie
Bardziej szczegółowoStanowisko do badania zjawiska tłumienia światła w ośrodkach materialnych
Stanowisko do badania zjawiska tłumienia światła w ośrodkach materialnych Na rys. 3.1 przedstawiono widok wykorzystywanego w ćwiczeniu stanowiska pomiarowego do badania zjawiska tłumienia światła w ośrodkach
Bardziej szczegółowoMetody spektroskopowe:
Katedra Chemii Analitycznej Metody spektroskopowe: Absorpcyjna Spektrometria Atomowa Fotometria Płomieniowa Gdańsk, 2010 Opracowała: mgr inż. Monika Kosikowska 1 1. Wprowadzenie Spektroskopia to dziedzina
Bardziej szczegółowoBADANIE I ACHROMATYZACJA PRĄŻKÓW INTERFERENCYJNYCH TWORZONYCH ZA POMOCĄ ZWIERCIADŁA LLOYDA
BADANIE I ACHROMATYZACJA PRĄŻKÓW INTERFERENCYJNYCH TWORZONYCH ZA POMOCĄ ZWIERCIADŁA LLOYDA Celem ćwiczenia jest: 1. demonstracja dużej liczby prążków w interferometrze Lloyda z oświetleniem monochromatycznym,
Bardziej szczegółowoDoświadczalne wyznaczanie ogniskowej cienkiej soczewki skupiającej
Doświadczalne wyznaczanie ogniskowej cienkiej skupiającej Wprowadzenie Soczewka ciało przezroczyste dla światła ograniczone zazwyczaj dwiema powierzchniami kulistymi lub jedną kulistą i jedną płaską 1.
Bardziej szczegółowoW celu obliczenia charakterystyki częstotliwościowej zastosujemy wzór 1. charakterystyka amplitudowa 0,
Bierne obwody RC. Filtr dolnoprzepustowy. Filtr dolnoprzepustowy jest układem przenoszącym sygnały o małej częstotliwości bez zmian, a powodującym tłumienie i opóźnienie fazy sygnałów o większych częstotliwościach.
Bardziej szczegółowoWyznaczanie bezwzględnej aktywności źródła 60 Co. Tomasz Winiarski
Wyznaczanie bezwzględnej aktywności źródła 60 Co metoda koincydencyjna. Tomasz Winiarski 24 kwietnia 2001 WSTEP TEORETYCZNY Rozpad promieniotwórczy i czas połowicznego zaniku. Rozpad promieniotwórczy polega
Bardziej szczegółowoPrzejścia promieniste
Przejście promieniste proces rekombinacji elektronu i dziury (przejście ze stanu o większej energii do stanu o energii mniejszej), w wyniku którego następuje emisja promieniowania. E Długość wyemitowanej
Bardziej szczegółowoMetody optyczne w medycynie
Metody optyczne w medycynie Podstawy oddziaływania światła z materią E i E t E t = E i e κ ( L) i( n 1)( L) c e c zmiana amplitudy (absorpcja) zmiana fazy (dyspersja) Tylko światło pochłonięte może wywołać
Bardziej szczegółowoWFiIS. Wstęp teoretyczny:
WFiIS PRACOWNIA FIZYCZNA I i II Imię i nazwisko: 1. 2. TEMAT: ROK GRUPA ZESPÓŁ NR ĆWICZENIA Data wykonania: Data oddania: Zwrot do poprawy: Data oddania: Data zliczenia: OCENA Cel ćwiczenia: Wyznaczenie
Bardziej szczegółowoWyznaczanie zależności współczynnika załamania światła od długości fali światła
Ćwiczenie O3 Wyznaczanie zależności współczynnika załamania światła od długości fali światła O3.1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zbadanie zależności współczynnika załamania światła od długości fali
Bardziej szczegółowoĆwiczenie Nr 11 Fotometria
Instytut Fizyki, Uniwersytet Śląski Chorzów 2018 r. Ćwiczenie Nr 11 Fotometria Zagadnienia: fale elektromagnetyczne, fotometria, wielkości i jednostki fotometryczne, oko. Wstęp Radiometria (fotometria
Bardziej szczegółowoFizyka elektryczność i magnetyzm
Fizyka elektryczność i magnetyzm W5 5. Wybrane zagadnienia z optyki 5.1. Światło jako część widma fal elektromagnetycznych. Fale elektromagnetyczne, które współczesny człowiek potrafi wytwarzać, i wykorzystywać
Bardziej szczegółowoSZYBKOŚĆ REAKCJI JONOWYCH W ZALEŻNOŚCI OD SIŁY JONOWEJ ROZTWORU
POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY KATEDRA FIZYKOCHEMII I TECHNOLOGII POLIMERÓW SZYBKOŚĆ REAKCI ONOWYCH W ZALEŻNOŚCI OD SIŁY ONOWE ROZTWORU Opiekun: Krzysztof Kozieł Miejsce ćwiczenia: Czerwona Chemia,
Bardziej szczegółowoBADANIE INTERFERENCJI MIKROFAL PRZY UŻYCIU INTERFEROMETRU MICHELSONA
ZDNIE 11 BDNIE INTERFERENCJI MIKROFL PRZY UŻYCIU INTERFEROMETRU MICHELSON 1. UKŁD DOŚWIDCZLNY nadajnik mikrofal odbiornik mikrofal 2 reflektory płytka półprzepuszczalna prowadnice do ustawienia reflektorów
Bardziej szczegółowoWyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą spektrometru siatkowego
Politechnika Łódzka FTIMS Kierunek: Informatyka rok akademicki: 2008/2009 sem. 2. grupa II Termin: 19 V 2009 Nr. ćwiczenia: 413 Temat ćwiczenia: Wyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą spektrometru
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 3++ Spektrometria promieniowania gamma z licznikiem półprzewodnikowym Ge(Li) kalibracja energetyczna i wydajnościowa
Ćwiczenie 3++ Spektrometria promieniowania gamma z licznikiem półprzewodnikowym Ge(Li) kalibracja energetyczna i wydajnościowa Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się - z metodyką pomiaru aktywności
Bardziej szczegółowoII. Badanie charakterystyki spektralnej źródła termicznego promieniowania elektromagnetycznego
1 II. Badanie charakterystyki spektralnej źródła termicznego promieniowania elektromagnetycznego Cel ćwiczenia: Wyznaczenie charakterystyki spektralnej termicznego źródła promieniowania (lampa halogenowa)
Bardziej szczegółowoBadanie dynamiki rekombinacji ekscytonów w zawiesinach półprzewodnikowych kropek kwantowych PbS
Badanie dynamiki rekombinacji ekscytonów w zawiesinach półprzewodnikowych kropek kwantowych PbS 1. Absorpcja i emisja światła w układzie dwupoziomowym. Absorpcję światła można opisać jako proces, w którym
Bardziej szczegółowoW polskim prawodawstwie i obowiązujących normach nie istnieją jasno sprecyzowane wymagania dotyczące pomiarów źródeł oświetlenia typu LED.
Pomiary natężenia oświetlenia LED za pomocą luksomierzy serii Sonel LXP W polskim prawodawstwie i obowiązujących normach nie istnieją jasno sprecyzowane wymagania dotyczące pomiarów źródeł oświetlenia
Bardziej szczegółowoWyznaczanie stałej słonecznej i mocy promieniowania Słońca
Wyznaczanie stałej słonecznej i mocy promieniowania Słońca Jak poznać Wszechświat, jeśli nie mamy bezpośredniego dostępu do każdej jego części? Ta trudność jest codziennością dla astronomii. Obiekty astronomiczne
Bardziej szczegółowoĆWICZENIE NR 3 POMIARY SPEKTROFOTOMETRYCZNE
ĆWICZENIE NR 3 POMIARY SPEKTROFOTOMETRYCZNE Cel ćwiczenia Poznanie podstawowej metody określania biochemicznych parametrów płynów ustrojowych oraz wymagań technicznych stawianych urządzeniu pomiarowemu.
Bardziej szczegółowoOPTYKA FALOWA I (FTP2009L) Ćwiczenie 2. Dyfrakcja światła na szczelinach.
OPTYKA FALOWA I (FTP2009L) Ćwiczenie 2. Dyfrakcja światła na szczelinach. Zagadnienia, które należy znać przed wykonaniem ćwiczenia: Dyfrakcja światła to zjawisko fizyczne zmiany kierunku rozchodzenia
Bardziej szczegółowoMGR 10. Ćw. 1. Badanie polaryzacji światła 2. Wyznaczanie długości fal świetlnych 3. Pokaz zmiany długości fali świetlnej przy użyciu lasera.
MGR 10 10. Optyka fizyczna. Dyfrakcja i interferencja światła. Siatka dyfrakcyjna. Wyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej. Elektromagnetyczna teoria światła. Polaryzacja światła.
Bardziej szczegółowoĆwiczenie nr 2. Pomiar energii promieniowania gamma metodą absorpcji
Ćwiczenie nr (wersja_05) Pomiar energii gamma metodą absorpcji Student winien wykazać się znajomością następujących zagadnień:. Promieniowanie gamma i jego własności.. Absorpcja gamma. 3. Oddziaływanie
Bardziej szczegółowoSpektroskopia modulacyjna
Spektroskopia modulacyjna pozwala na otrzymanie energii przejść optycznych w strukturze z bardzo dużą dokładnością. Charakteryzuje się również wysoką czułością, co pozwala na obserwację słabych przejść,
Bardziej szczegółowoZagadnienia: równanie soczewki, ogniskowa soczewki, powiększenie, geometryczna konstrukcja obrazu, działanie prostych przyrządów optycznych.
msg O 7 - - Temat: Badanie soczewek, wyznaczanie odległości ogniskowej. Zagadnienia: równanie soczewki, ogniskowa soczewki, powiększenie, geometryczna konstrukcja obrazu, działanie prostych przyrządów
Bardziej szczegółowoOPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki
OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki c Adam Bechler 006 Instytut Fizyki Uniwersytetu Szczecińskiego Równania (3.7), pomimo swojej prostoty, nie posiadają poza nielicznymi przypadkami ścisłych rozwiązań,
Bardziej szczegółowoUMO-2011/01/B/ST7/06234
Załącznik nr 9 do sprawozdania merytorycznego z realizacji projektu badawczego Szybka nieliniowość fotorefrakcyjna w światłowodach półprzewodnikowych do zastosowań w elementach optoelektroniki zintegrowanej
Bardziej szczegółowoRÓWNOWAGI REAKCJI KOMPLEKSOWANIA
POLITECHNIK POZNŃSK ZKŁD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENI PRCOWNI CHEMII FIZYCZNEJ RÓWNOWGI REKCJI KOMPLEKSOWNI WSTĘP Ważną grupę reakcji chemicznych wykorzystywanych w chemii fizycznej i analitycznej stanowią
Bardziej szczegółowoOpis ćwiczenia. Cel ćwiczenia Poznanie budowy i zrozumienie istoty pomiaru przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego Henry ego Katera.
ĆWICZENIE WYZNACZANIE PRZYSPIESZENIA ZIEMSKIEGO ZA POMOCĄ WAHADŁA REWERSYJNEGO Opis ćwiczenia Cel ćwiczenia Poznanie budowy i zrozumienie istoty pomiaru przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego
Bardziej szczegółowoĆwiczenie: "Pomiary rezystancji przy prądzie stałym"
Ćwiczenie: "Pomiary rezystancji przy prądzie stałym" Opracowane w ramach projektu: "Wirtualne Laboratoria Fizyczne nowoczesną metodą nauczania realizowanego przez Warszawską Wyższą Szkołę Informatyki.
Bardziej szczegółowoWykład 4 Przebieg zmienności funkcji. Badanie dziedziny oraz wyznaczanie granic funkcji poznaliśmy na poprzednich wykładach.
Wykład Przebieg zmienności funkcji. Celem badania przebiegu zmienności funkcji y = f() jest poznanie ważnych własności tej funkcji na podstawie jej wzoru. Efekty badania pozwalają naszkicować wykres badanej
Bardziej szczegółowoDoświadczenie nr 6 Pomiar energii promieniowania gamma metodą absorpcji elektronów komptonowskich.
Doświadczenie nr 6 Pomiar energii promieniowania gamma metodą absorpcji elektronów komptonowskich.. 1. 3. 4. 1. Pojemnik z licznikami cylindrycznymi pracującymi w koincydencji oraz z uchwytem na warstwy
Bardziej szczegółowoEmisja spontaniczna i wymuszona
Fluorescencja Plan wykładu 1) Absorpcja, emisja wymuszona i emisja spontaniczna 2) Przesunięcie Stokesa 3) Prawo lustrzanego odbicia 4) Znaczniki fluorescencyjne 5) Fotowybielanie Emisja spontaniczna i
Bardziej szczegółowoAtomowa spektrometria absorpcyjna i emisyjna
Nowoczesne techniki analityczne w analizie żywności Zajęcia laboratoryjne Atomowa spektrometria absorpcyjna i emisyjna Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest oznaczenie zawartości sodu, potasu i magnezu w
Bardziej szczegółowoĆwiczenie O 13 -O 16 BADANIE ABSORPCJI ŚWIATŁA W MATERII Instrukcja dla studenta
Ćwiczenie O 13 -O 16 BADANE ABSORPCJ ŚWATŁA W MATER nstrukcja dla studenta. WSTĘP Światło jest falą elektromagnetyczną jak i strumieniem fotonów, których energia jest w bezpośredni sposób związana z częstością
Bardziej szczegółowoBadanie przy użyciu stolika optycznego lub ławy optycznej praw odbicia i załamania światła. Wyznaczanie ogniskowej soczewki metodą Bessela.
Badanie przy użyciu stolika optycznego lub ławy optycznej praw odbicia i załamania światła. Wyznaczanie ogniskowej soczewki metodą Bessela. I LO im. Stefana Żeromskiego w Lęborku 20 luty 2012 Stolik optyczny
Bardziej szczegółowoSpektroskopia Analiza rotacyjna widma cząsteczki N 2. Cel ćwiczenia: Wyznaczenie stałych rotacyjnych i odległości między atomami w cząsteczce N 2
Spektroskopia Analiza rotacyjna widma cząsteczki N 2 Cel ćwiczenia: Wyznaczenie stałych rotacyjnych i odległości między atomami w cząsteczce N 2 w stanach B 2 v=0 oraz X 2 v=0. System B 2 u - X 2 g cząsteczki
Bardziej szczegółowoTeoria błędów. Wszystkie wartości wielkości fizycznych obarczone są pewnym błędem.
Teoria błędów Wskutek niedoskonałości przyrządów, jak również niedoskonałości organów zmysłów wszystkie pomiary są dokonywane z określonym stopniem dokładności. Nie otrzymujemy prawidłowych wartości mierzonej
Bardziej szczegółowoPracownia fizyczna dla szkół
Imię i Nazwisko Widma świecenia pierwiastków opracowanie: Zofia Piłat Cel doświadczenia Celem doświadczenia jest zaobserwowanie widm świecących gazów atomowych i zidentyfikowanie do jakich pierwiastków
Bardziej szczegółowo