Физические принципы спектрофотометрии. Устройство спектрофотометра - Курсовая работа

1. Литературный обзор 1.1 История развития оптической спектрометрии 1.2 Физические основы, на которых построена методика измерений 1.2.1 Закон Бугера - Ламберта - Бера 1.3 Поглощение в твердых телах и молекулах 1.3.1 Зонная теория кристаллов 1.3.2 Теория кристаллического поля 1.3.3 Теория молекулярных орбиталей 2. Абсорбциометрические приборы 2.1 Типы абсорбционных спектрометров 2.2 Типы абсорбционных спектрометров видимого и ближнего ультрафиолетового диапазона 2.2.1 Колориметры и фотоколориметры 2.2.2 Спектрофотометры 2.2.3 Двуволновые спектрофотометры 2.2.4 Спектрофотометры с фотодиодной решеткой 3. Устройство и основные узлы спектрофотометра 3.1 Устройство спектрофотометра 3.2 Основные узлы спектрофотометра 3.2.1 Источник света 3.2.2 Кюветы 3.2.3 Диспергирующий элемент 3.2.4 Монохроматоры 4. На протяжении более чем двухсот лет оптическая спектроскопия применяется в различных областях науки, производства и медицины, в том числе в химии, биологии, физике и астрономии. Высокая специфичность оптической спектроскопии объясняется тем, что каждое вещество обладает своими спектральными свойствами, отличными от спектральных свойств других веществ. Измерения различных оптических параметров в зависимости от длины волны или энергии излучения (спектр) или временных параметров (кинетика) обеспечивают ценную информацию, которую не всегда можно получить другими аналитическими методами. Цели работы: 1. изучение теоретических основ оптической спектрофотометрии 2. ознакомление с устройством и принципами работы спектрофотометра, приобретение практических навыков работы на спектрофотометре UV-1700 Shimadzu (Япония). 3. исследование спектральной зависимости интенсивности сигнала Nd3 от его концентрации в берилловых стеклах, обогащенных Nd3 . 1. Исаак Ньютон в 1666 г. первым с помощью призмы расщепил солнечный свет на спектральные составляющие (рис.1). В дальнейшем концепцию квантовой механики развивали Поль Дирак и Вольфганг Паули (1945 г.), которые также получили Нобелевскую премию. Для упрощения и без применения специфических единиц измерения света обозначим интенсивность падающего света в точке x=0 как I0, а интенсивность в точке x - как I. Бугер в 1729 г. и Ламберт в 1760 г. установили, что ослабление света, проходящего через прозрачную среду, пропорционально интенсивности света I и толщине исследуемого образца dx (закон Бугера - Ламберта): Введя коэффициент поглощения (экстинкции) ? (?), получим: (1) Закон Бугера - Ламберта применим только при особых условиях, которые не всегда выполняются, в особенности при исследовании биологических образцов, таких как белки или различные суспензии. Приборы могут отличаться: · по форме представления информации (в единицах светопропускания, в единицах оптической плотности, в единицах концентрации или любых других значениях, по которым произведена калибровка); · по способу построения и хранения калибровочных значений (автоматическое, ручное, длительное или краткосрочное); · по способу подачи в прибор исследуемого раствора (проточная кювета, коммутируемая кювета, кюветы специальной конструкции, например, 96-луночный планшет и т.д.); · по конструкции оптической системы (одноканальные и многоканальные); · по виду источника излучения световой энергии (разнообразные лампы накаливания с телом накала из вольфрама, импульсные, газоразрядные лампы, светодиоды, лазеры).