طیف سنجی مرئی-فرابنفش

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

طیف سنجی (بیناب نمایی) اشعه ماوراء بنفش قابل روئیت یا اسپکتروفتومتر اشعه ماوراء بنفش قابل روئیت به طیف سنجی جذب یا اسپکتروسکوپی بازتابش در محدوده طیف اشعه ماوراء بنفش قابل روئیت اشاره دارد. این بدان معنی است که آنور در ناحیه مرئی و مجاور ( نزدیک اشعه ماوراء بنفش و نزدیک مادون قرمز (NIR)) استفاده می شود. جذب یا بازتابش در محدوده قابل روئیت مستقیما بر رنک درک شده مواد شیمیایی درگیر موثر است. در این محدوده از طیف الکترومغناطیسی، مولکول های تحت انتقال الکترونیکی است. این روش مکمل طیف سنجی فلورسانس است، در مقدار فلورسانس با انتقال از حالت برانگیخته به حالت پایه در حالی که جذب با انتقال از حالت پایه به حالت بر انگیخته اندازه گیری می شود می باشد. طیف سنجی مرئی-فرابنفش یکی از تکنیکهای مورد استفاده در علوم تجربی برای دریافت اطلاعات علمی و عملی، با استفاده از برهمکنش نور و ماده طیف سنجی و طیف بینی می‌باشد. در طیف سنجی باریکه‌ای از نور (پرتو) به ماده مورد نظر تابانده می‌شود و با بررسی نور بازتابشی یا جذبی یا نشری به دریافت اطلاعات می‌پردازیم. طیف الکترو مغناطیس حاوی گستره ی از طول موجهاست. هر ناحیه از این طیف نام ویژه‌ای دارد. مانند فروسرخ، فروسرخ دور، فروسرخ نزدیک و تابش ایکس. گستره ی nm ۴۰۰-۸۰۰ به گستره مرئی و nm ۲۰۰ - ۴۰۰ به گستره فرابفنش (بسامد بیشتر از نور بنفش) نامیده می‌شود[۱]. طیف سنجی مرئی - فرابنفش به مطالعه این ناحیه می‌پردازد.

نظریه بیر - لامبرات[ویرایش]

طبق نظریه بیر - لامبرات که موسوم به قانون است، چنانچه یک پرتو تکفام به ماده ی یکنواختی برخورد کند، بخشی از پرتو تابشی توسط ماده جذب می‌گردد که مطابق قانون برابر است با:

 A=\log_{10} P_0/P

که در آن P_0 توان ورودی
P توان خروجی
A جذب می‌باشد. [۲] از سوی دیگر میزان جذب برابر است با:

A=\varepsilon_0bc

که \varepsilon_0 ضریب جذب مولی b طول مسیر نوری c غلظت است. این قانون که برای محلول‌های رقیق می‌باشد، توصیف کننده فرآیند جذب در این طیف سنجی است.

دستگاه UV-Vis[ویرایش]

دستگاه طیف سنجی مرئی - فرابنفش (به انگلیسی UV - Visible) امروز بسیار فراگیر می‌باشد. این دستگاه دارای انواع مختلفی از بسیار ساده تا بسیار پیشرفته می‌باشد. مثلا دستگاههای بسیار پیچیده ی تشخیص طبی که در چند دقیقه خون را تجزیه می‌کنند، بر همین اساس می‌باشند. دستگاه از قسمتهای مختلف نوری و الکترونیکی تشکیل شده‌است. معمولا یک یا چند تکفامساز و منشور و آشکارساز دارد. در این دستگاه منبع تابش که میتواند لامپ تنگستن یا دوتریوم باشد، منبعی پیوسته از تابش را فراهم میکند. این منبع تابش توسط منوکروماتور تفکیک میشود و پهنه ی باریکی از طول موج توسط ابزارهای نوری به سل میرسد. سپس نور گذری توسط آینه متمرکز میشود و سرانجام در آشکارساز اندازه گیری میشود. تقسیم بندی

۱ فوتومتر[ویرایش]

در فوتومتر ابزاری برای تهیه طیف وجود ندارد و تنها در طول موج مشخصی کار میکند. این دستگاه میتواند از فیلتر نوری استفاده کند.

۲ اسپکترومتر[ویرایش]

در این دستگاه امکان تهیه طیف و اندازه گیری جذب در طول موجهای مختلف وجود دارد. خود اسپکتروفوتومتر شامل انواع مختلفی است.

اسپکتروفوتومتر UV-Vis[ویرایش]

تجهیزاتی که در طیف‌نگاری فرابنفش مرئی به کار می‌رود، اسپکتروفوتومتر UV/Vis نامیده می‌شود. این دستگاه شدت نور عبوری از نمونه(I) را با شدت اولیه(I_o) مقایسه می‌کند. نسبت I/I_o،"عبور" نامیده می‌شود، که معمولاً آنرا با T% نشان می دهند. جذب، A، بر مبنای عبور تعریف می شود:

A=-log(%T/100%)

اسپکتروفوتومتر UV/Vis می‌تواند برای اندازه‌گیری بازتاب نیز به کار برده شود. در این مورد، اسپکتروفوتومتر شدت نور بازتابیده از نمونه(I) را اندازه‌گیری کرده و با شدت نور منعکس شده از یک نمونه‌ی مرجع(I_o)مقایسه می‌کند. نسبت (I/I_o)، "بازتاب" نامیده و با R% نشان داده می شود.

منبع های تابش[ویرایش]

برای طول موجهای پایین از لامپ پرقدرت دوتریوم و برای طول موجهای بلندتر میتوان از لامپ ساده تنگستن استفاده کرد.

آشکارسازها[ویرایش]

از آشکار سازهای این دستگاه میتوان به چندبرابر کننده ی نوری و فوتوتیوب یا آرایه دیود خطی و ابزارهای بار-جفت شده اشاره کرد. [۳]

کاربرد[ویرایش]

با توجه به نیاز به تکنیکهای سریع در تشخیص مواد مختلف، این روش در حال گسترش می‌باشد. این روش در مطالعات ساختاری و بنیادی و همچنین حوزه‌های کاربردی چون تجزیه مواد در رشته‌های شیمی، مواد، کشاورزی، پزشکی و ... کاربرد گسترده‌ای دارد.

یادداشت[ویرایش]