29 Количественный люминесцентный анализ

Типовая структура флуориметра показана на рисунке.

1 – источник излучения;

2 и 5– спектральные элементы (монохроматоры);

3 – корпус;

4 – люминесцирующий образец; 6 – приемник излучения;

7 – электрическая схема обработки.

Принципы анализа основаны на соотношениях:

;

или

Откуда ;

В итоге, при фотоэлектрической регистрации:

.

Воспользуемся точным выражением для поглощаемой мощности:

;

Решая это уравнение, получим

Для амплитудного способа регистрации потока:

,

тогда:

Построение приборов люминесцентного анализа

1. Фотолюминесценция. Подробно рассмотрена ранее.

2. Хемилюминесценция: А + В = С + hν_хл

Два этапа: физический и химический, при этом совокупный квантовый выход:

η = η_физ * η_х = (44.1)

где N_в – число возбужденных носителей;

N_р – число атомов химической реакции.

(44.2)

3. Электролюминесценция. Схема наблюдения электролюминесценции включает:

1 – источник электрического поля;

2 – кювета; 3 – образец;

4 – спектральный элемент;

5 – фотоприемник;

6 – схема обработки сигнала.

4. Сонолюминесценция. Люминесценция, под действием звуковой или ультразвуковой энергии:

Р(х,t) = Р₀Cos(ω_з t– k_зх + φ₀),

где V_З – скорость звука;

ω_з – частота звука;

k_з – волновой вектор звуковой волны.

,

4. Триболюминесценция. Люминесценция, возникающая при воздействии сил трения на образец. Трение сопровождаются выделением тепла, тепловая энергия вызывает люминесцентное свечение. Это можно отобразить схемой: F_тр→∆Q→hν_л

Схема прибора триболюминесценции содержит:

1 – образец; 2-трущий элемент; 3-пьезо -манипулятор; 4-генератор; 5-спектральный элемент; 6-фотоприемник; 7-электроника.

30 Методы спектроскопии комбинационного рассеяния

Комбинационное рассеяние при облучении материалов и веществ сопровождается изменением частоты света. Это связано с изменением энергетических уровней рассеивающих молекул. Происходящие при комбинационном рассеивании процессы описываются квантовой теорией. Данный вид рассеяния в литературе также называют рамановским. Данное явление применяется для определения параметров рассеивающих частиц. Механизм комбинационного рассеяния демонстрируется рисунками.

а – стоксово (hν_о> ), б – антистоксовое (hν_о> ).

Интенсивность стоксового свечения выше, чем антистоксового, что следует из распределения Больцмана:

, т.е. n(E₂) < n(E₁), поэтому: p(E₂→E₀)<p(E₁→E₀).

По ∆Е_i можно определить: вид частиц, а также энергетическое состояние частиц.

Спектр комбинационного рассеяния.

Отклонение длин волн люминесценции от длины волны фотовозбуждения соответствует вкладу внутренней энергии объекта в энергию кванта излучения. Например, длине волны 510,6 нм соответствует волновое число ν*=1,95848∙10⁴ см^-1. Изменение этого числа на 350 см^-1 означает изменение длины волны стоксова свечения до 520 нм.