2. Материалы и методы

   1. Регистрация спектров флуоресценции пигментов. Лист растения разделяется на 3 части: 1-ая часть исследуется в целом виде, из 2-ой части готовится водный гомогенат, а из 3-ей – ацетоновый экстракт.

Далее проводится регистрация спектров флуоресценции растительных пигментов в трех образцах:

- целом листе (кусок листа располагается в кювете по диагонали, 60° к направлению возбуждающего луча)

- водном гомогенате (в кювету добавляется 2 мл, раствор не густо окрашен, слегка зеленый)

- ацетоновом экстракте (в кювету добавляется 2 мл).

Условия регистрации спектров: длина волны возбуждения — 430 нм, диапазон сканирования — 600-800 нм, скорость сканирования — 6 нм/с, высокое напряжение на ФЭУ выбирается исходя из уровня сигнала на длине волны 680 нм.

2. Проверка линейности зависимости интенсивности люминесценции пигментов от их концентрации. Спектры люминесценции пигментов в ацетоновом экстракте измеряются несколько раз (разведенный экстракт в 2, 4, 8, 16, 32 и 64 раза). Для этого из кюветы забирается 1 мл исходного экстракта и добавляется 1 мл ацетона. Перемешайте содержимое кюветы перемешивается и измеряется спектр (условия аналогичные п. 2.1). Повторив данную манипуляцию еще 5 раз, получаем спектры разведений 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 и 1/64.

3. Результаты

   1. Спектры люминесценции растений были зарегистрированы в 3-х средах: целом листе, водном гомогенате, ацетоновом экстракте. Нормирование экспериментальных данных проводилось путем деления значения интенсивности для каждой длины волны на максимально высокое значение из всего ряда данных.

Полученные спектры приведены ниже (график 1).

График 1. Нормированные спектры люминесценции пигментов в 3-срадах.

МАКСИМУМ КАЖДОГО ИЗ СПЕКТРОВ ДОЛЖНН БЫТЬ РАВЕН ЕДИНИЦЕ

2. Было произведено 6 последовательных разведений, в ходе чего получено 7 растворов различных концентраций (базовый раствор и разведенные в 2, 4, 8, 16, 32, 64 раза).

График 2. Ненормированные спектры люминесценции пигментов в ацетоновом экстракте при различных разведениях (от разведения 1:1 до 1:64 в количественных долях).

3. Аналогично п.3.1 были определены максимальные значения интенсивности люминесценции, но уже для ацетонового экстракта и построен график зависимости этой характеристики от концентрации вещества

График 3. Зависимость максимальной интенсивности люминесценции ацетонового экстракта от концентрации Imax(C) (концентрация выражена в долях от единицы).

Образец	Длина волныmax, нм	Imax, отн.ед
Целый лист	743	1.8576
Водный гомогенат	683	0.936787
Ацетоновый экстракт (1:1)	683	0.505942
Ацетоновый экстракт (1:2)	680	3.4280
Ацетоновый экстракт (1:4)	677	7.84454
Ацетоновый экстракт (1:8)	675	9.60331
Ацетоновый экстракт (1:16)	673	7.17385
Ацетоновый экстракт (1:32)	673	3.92476
Ацетоновый экстракт (1:64)	672	1.45884

4. Энергия флуоресцентного состояния (в см^-1) в каждом образце была рассчитана через волновое число — величину, которая часто используется в прикладной физике, в том числе в спектроскопии (рассчитывается как k=2п/длина волны). Количество энергии, которую требуется рассчитать, может быть взято как волновое число в см^-1, не являющееся само по себе единицей энергии. Однако эта величина может быть непосредственно преобразована в единицы энергии из расчета, что 1 см^-1 — это 1,23984*10^-4 эВ. Расчеты приведены ниже.

Таблица 2. Энергии флуоресцентного состояния для экспериментальных образцов.

Таблица 1. Параметры измеренных спектров люминесценции.

Образец	Длина волныmax, нм	Волновое число (см-1)	Энергия (эВ)
Целый лист	743	84522,20727	1,05E+01
Водный гомогенат	683	91947,29136	1,14E+01
Ацетоновый экстракт (1:1)	683	91947,29136	1,14E+01
Ацетоновый экстракт (1:2)	680	92352,94118	1,15E+01
Ацетоновый экстракт (1:4)	677	92762,18612	1,15E+01
Ацетоновый экстракт (1:8)	675	93037,03704	1,15E+01
Ацетоновый экстракт (1:16)	673	93313,52155	1,16E+01
Ацетоновый экстракт (1:32)	673	93452,38095	1,16E+01
Ацетоновый экстракт (1:64)	672	93313,52155	1,16E+01

ВЫВОДЫ

1. В эксперименте мы наблюдали спектры пигментов хлорофиллов — они флуоресцируют в красной области (625-740). Предположительно в эксперименте участвовали следующие разновидности хлорофиллов: хлорофилл а (I_max при длине волны 672 нм — экспериментальное значение приблизительно совпало с табличным, результат на 3 нм больше) и, скорее всего, хлорофилл с (I_max при длине волны 683 нм, что всего на 7 нм меньше, чем табличное значение). Небольшое отклонение этой величины от табличного значения может быть связано с присутствием в растворе посторонних примесей, способных немного сдвигать спектр.

2. Максимум флуоресценции пигментов при переходе от целого листа к водному гомогенату и ацетоновому экстракту смещается в сторону более коротких волн. Сдвиг спектров может быть объяснен разницей в состоянии электронов – в ацетоне они находятся в более возбужденном состоянии по сравнению с водным раствором, а в водном растворе по сравнению с целым листом. Ацетон является наиболее полярным растворителем из них, поэтому максимум флуоресценции в нем наблюдается при более коротких волнах.

3. Были рассчитаны энергии флуоресцентного состояния для всех образцов — они располагаются в интервале значений от 1,05E+01до 1,16E+01 эВ.

4. Максимум флуоресценции пигментов в ацетоновом экстракте при уменьшении концентрации смещается, что можно связать с уменьшением оптической плотности растворов.

5. Линейность зависимости интенсивности люминесценции пигментов от их концентрации не выполняется. Вероятнее всего были допущены ошибки при разведении т.к. при малых концентрациях интенсивность люминесценции прямо пропорциональна концентрации.

Долг по допуску:

1. Разница между фотодиссациацией и предиссоциацией

Фотодиссоциация — это первичная стадия многих реакций замещения, стадия инициирования в цепных реакциях. При ней молекула на атомы или радикалы распадается под воздействием поглощённого фотона.

Предиссоциация — это разновидность фотодиссоциации, при которой после поглощения фотона молекула первоначально оказывается в стабильном возбуждённом состоянии, а из него переходит в диссоциативное возбуждённое состояние.

Таким образом, основное различие между фотодиссоциацией и предиссоциацией в том, что при фотодиссоциации происходит распад молекулы на атомы или радикалы, а при предиссоциации — переход из одного возбуждённого состояния в другое.

2. Некоторые ограничения фотоэлектронных умножителей (ФЭУ):

Темновой ток. Ток в анодной цепи в отсутствие светового потока, как правило, не превышает 10−9–10−10 А. 

Собственный шум. Флюктуации темнового сигнала ограничивают возможность измерения слабых световых потоков. 

Нелинейность. Эффект искажает линейную зависимость между потоком излучения и выходным сигналом ФЭУ. 

Ограничение коэффициента усиления. Если к ФЭУ предъявляется требование линейности в широком диапазоне интенсивности световых вспышек, то это накладывает ограничение на величину коэффициента усиления. 

Конечное временное разрешение. Даже от мгновенной световой вспышки в сцинтилляторе на аноде ФЭУ будет возникать импульс, растянутый до 10−9–10−8 с.