مقالات فیزیک با فرمت DOC صفحات 51
طیف نگاری UV, FTIR, IR
موضوعات مورد بررسی در این سمینار، خصوصیات پرتوهای IR,UV و وسایل طیف نگاری است و همچنین کاربرد این پرتوها به عنوان آنالیز سطوح بر روی مواد می باشد.
فصل 1
1-1) خصوصیات و ویژگی های پرتو UV (وراء بنفش)
اشعه واراء بنفش بدسته ای از امواج الکترو مغناطیس اطلاق می شود که پس از طیف مرئی قرار گرفته و طول موج آن بین A3900-1800 ( و یا 39/0 مو و 0144/0 مو) می باشد. این اشعه قابل رویت نیست ولی از روی خاصیت شیمیایی آن می توان به وجودش پی برد حد اخیر قرار دادی است چون بین اشعه وراء بنفش واشعه ایکس از لحاظ خواص فیزیکی حد فاصل مشخص و واضحی وجود ندارد.
طبق توصیه کنگره کپنهاک (سال 1932) اشعه UV را به سه منطقه تقسیم می کنند.
1-وراء بنفش با طول موج بلند یا وراء بنفش A-این اشعه بین طول موجهای 39/0 و 315/0 مو قرار دارند. نسبت این اشعه در نور آفتاب، قوس الکتریکی ذغال و چراغهای الکتریکی معمولی زیاد است. از نظر بیولوژیک تولید اریتم نمی کند مگر اینکه تابش شدید و طولانی باشد.
2- وراء بنفش با طول موج متوسط یاوراء بنفش B- که بین طول موجهای 315/0 مو و 28/0 مو واقع شده اند. این اشعه در نور چراغ، بخار جیوه و قوس های الکتریکی با الکترودهای فلزی وجود دارد. تاثیر آنها در پوست شدید است و زودتر از وراء بنفش A، اریتم تولید می کند. پس از برطرف شدن اریتم، به علت پیگمانتاسیون شدید تا مدتی پوست تیره می ماند.
3-وراء بنفش با طول موج کوتاه و یا وراء بنفش C که شامل طول موج های کوتاهتر از 28/0 مو می باشد و فقط درقوس الکتریکی جیوه وجود دارد. خواص شیمیایی آن خیلی شدید است ولی چون در طبقات سطحی پوست جذب می شود، اریتم و تیرگی پوست در آن خفیف است. اما اثر میکروب کشی آن (باکتریها و مخمرها و غیره) بسیار شدید می باشد.
جذب اشعه وراء بنفش- از شیشه معمولی فقط اشعه وراء بنفش A عبورمیکند در صنعت، شیشه هائی با ترکیبات مخصوص می سازند که تا طول موج 26/0 مو یعنی وراء بنفش A و B و قسمتی ازC نیز ازآنها می گذرد.
آب خالص برای اشعه وراء بنفش شفاف ترین مایعات است وطبقات نازک آن امواج بلندتر از 2/0 مو را از خود عبور می دهند
آلبومین ها بر حسب فرمول شیمیایی خود، طول موجهای مختلفی را عبور می دهند و دارای نوارهای جذبی مخصوصی هستند که به ترکیب شیمیایی آنها بستگی دارد.
گازها معمولاً برای اشعه برای اشعه وراء بنفش شفاف هستند و طول موجهای بلندتر از 18/0 مو از طبقات نازک هوا بخوبی می گذرند.
اندازه گیری اشعه وراءبنفش
اساس اندازه گیری اشعه وراء بنفش متکی بر خواص فیزیکی و شیمیایی است.
اسباب هائیکه برای اندازه گیری اشعه وراء بنفش وجود داردکه اکتی نومتر (Actinomre) نامیده می شود و به سه دسته تقسیم می گردد.
1-پیل ترموالکتریک
2-اکتی نومتر فیزیکی
3-اکتی نومتر شیمیایی
- پیل ترمو الکتریک – اندازه گیری انرژی اشعه مانند اندازه گیری طیف مرئی واشعه زیر قرمز می باشد بدین معنی که جسمی را که کلیه اشعه را جذب می کند در معرض تابش اشعه قرار داده و حرارت حاصل را اندازه گیری می کنند.
در عمل این روش در پزشکی نتایج دقیق نمی دهد زیرا اغلب مقدار اشعه وارء بنفش خیلی کم است درصورتیکه اثر بیولوژیکی آن از اشعه مرئی زیر قرمز زیادتر و مهمتر است. برای اینکه شدت اشعه وراءبنفش به تنهایی اندازه گیری شود کافی است که ابتدا شدت تمام اشعه منبع نورانی را اندازه گیری نمود و سپس به کمک صافیهای مناسب که کلیه اشعه وراء بنفش راجذب می نماید، اندازه گیری را تکرارکرد. تفاضل این دو مقدار اشعه وراء بنفش را نشان می دهد.
2-اکتی نومتر فیزیکی – مهمترین این نوع اکتی نومترها، سلول فوتو الکتریک است که تشکیل شده از یک حباب از جنس کوارتز که به خوبی تخلیه شده است و شامل دو الکترود می باشد. کاتد تشکیل شده از یک رسوب فلزی نازک که جدار داخلی حباب به غیر از قسمت کوچکی را که برای ورود نور است می پوشاند. آند در داخل حباب بوده و از یک حلقه فلزی ساخته شده است. هر گاه بین دو الکترود اختلاف سطحی در حدود صد ولت برقرار نماییم به شرطی که قطب منفی به رسوب فلزی متصل باشد، و سلول در تاریکی باشد جریانی نمی گذرد ولی اگر به رسوب نور بتابانیم از آن الکترود جدا شده و جریانی که شدت آن متناسب با شدت نورتابنده است برقرار می شود. بایاد دانست که شدت این جریان معمولاً خیلی کم است (در حدود میکرو آمپر) و باید آنرا بوسیله لامپ های سه قطبی تقویت نمود.
برای افزایش حساسیت سلول داخل آنرا از گاز بی اثری با فشار کم پر می کنند حساسیت سلول فوتو الکتریک بستگی به جنس فلز داخل حباب که مورد تابش نور قرار می گیرد، دارد.
امروزه کادمیوم بیش از همه فلزات در اکتی نومترهای بیولوژیک به کار می رود زیرا این فلز فقط به اشعه وارء بنفش حساس است.
3-اکتی نومتر شیمیایی-املاح نقره در اثر تابش اشعه وراء بنفش احیاء می شود و چون نقره آن آزاد می گردد املاح سیاه رنگ می شود.
اکتی نومتری فوق، اکتی نومتر بوردیه (Bordier) است که محلول فرو سیانور پتاسیم در نتیجه تابش اشعه وراء بنفش رنگ زرد مایل به آجری پیدا می کند و شدت این رنگ با مقدار اشعه وراء بنفش بستگی دارد. برای این اندازه گیری نوارهای کاغذی را به محلول 20 درصد فرو سیانور دو پتاسیم آغشته می کنند و پس از خشک شدن در معرض تابش اشعه وراء بنفش قرار میدهند. پس از مقایسه این نوار کاغذی که رنگین شده است با یک سری نمونه هائیکه قبلاً تهیه و اندازه گیری شده به مقدار تابش اشعه وراء بنفش پی می برند.
خواص فیزیکی و شیمیایی اشعه وراء بنفش
گذشته از خواص مشترکی که هر اشعه ای دارد و پس از جذب در جسم تبدیل به حرارت میشود اشعه وراء بنفش سه خاصیت مهم دیگر نیز دارد.
طیف نگاری UV, FTIR, IR