Đại cương về quang học pot

1
1
ĐẠI CƯƠNG VỀ QUANG HỌC
ĐẠI CƯƠNG VỀ QUANG HỌC
2
2
LÝ THUYẾT HÓA PHÂN TÍCH II (DK35 & DK24)
1
Phương pháp điện hóa Thủy
2
Đại cương về quang học Ly
3
Quang phổ hấp thu phân tử- Quang phổ UV - Ly
4
Phổ hấp thu hồng ngoại Vi
5
Đại cương về sắc ký Phuc
6
TLC Thủy
7
Sắc ký lỏng hiệu năng cao và ứng dụng Ly
8
Chiết tách Vi
TT HÓA PHÂN TÍCH II (DK35 & DK24)
1
Khảo sát các đặc tính phổ UV – của dung dịch kali permanganat trong môi trường
acid + Khảo sát sự ảnh hưởng của DM và pH đến sự hấp thu UV của benzen và
Phenol
Vi+ Phúc
2
Định lượng đồng thời hai chất màu bằng phương pháp quang phổ UV- Vis Phúc

3
Định lượng nitrit bằng quang phổ kế tử ngoại Vi
4
Khảo sát ảnh hưởng của pH đối với sự chiết xuất oxin bằng phương pháp đo
quang
Vi
5
Xác định pKa của một acid yếu (chỉ thị màu) bằng quang phổ kế trong vùng khả
kiến
Ly
6
Định lượng H
2
SO
4
+ H
3
PO
4
bằng phương pháp chuẩn độ điện thế Thủy
7
Tách và định tính các sulfonamid bằng sắc ký lớp mỏng – Xác định độ phân giải
và hiệu lực của bản mỏng trong SKLM
Thủy
8
Định lượng Paracetamol và Cafein trong chế phẩm bằng HPLC Ly
3
3
Phương pháp lượng giá
Lý thuyết


Điểm chuyên cần: Đánh giá qua sổ điểm danh sinh viên

Kiểm tra giữa kỳ: Căn cứ vào điểm thi thực tập

Kiểm tra hết học phần: Hình thức thi trắc nghiệm
Điểm kiểm tra hết học phần là tổng của 3 điểm thành phần:
chuyên cần (1đ), kiểm tra giữa kỳ (2 điểm) kiểm tra hết học phần (7đ).
Thực hành
Đánh giá kỹ năng thực hành tại labo, báo cáo kết quả…và là điều kiện
cho thi lý thuyết
4
4
1.
1.


Hiểu được bản chất ánh sáng, bản chất vật chất.
Hiểu được bản chất ánh sáng, bản chất vật chất.
2.
2.


Hiểu được sự tương tác của ánh sáng và vật chất.
Hiểu được sự tương tác của ánh sáng và vật chất.
3.
3.
Trình bày được
Trình bày được
đ

đ
ịnh luật Lambert-beer, các yếu tố ảnh hưởng,
ịnh luật Lambert-beer, các yếu tố ảnh hưởng,
các dạng phổ
các dạng phổ
MỤC TIÊU
5
5
1.
1.
Bản chất ánh sáng: TC sóng, TC hạt, phân vùng sóng điện từ
Bản chất ánh sáng: TC sóng, TC hạt, phân vùng sóng điện từ
2.
2.
Bản chất vật chất: cấu trúc electron, thuyết lượng tử hi
Bản chất vật chất: cấu trúc electron, thuyết lượng tử hi
ệ
ệ
n
n
đại.
đại.
3.
3.
Tương tác của ánh sáng và vật chất
Tương tác của ánh sáng và vật chất
4.
4.
Định luật Lambert-beer, các yếu tố ảnh hưởng.
Định luật Lambert-beer, các yếu tố ảnh hưởng.

5.
5.
Các dạng phổ điện từ
Các dạng phổ điện từ
NỘI DUNG
6
6
ĐẠI CƯƠNG VỀ QUANG HỌC
ĐẠI CƯƠNG VỀ QUANG HỌC
1.
1.


CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG HỌC
CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG HỌC
Quang Phổ nghiên cứu sâu bản chất lý học và tính chất ánh sáng
dựa trên nhiều sự kiện thực nghiệm để rút ra những định luật
quang học
Dựa trên sự nghiên cứu tương tác của bức xạ ánh sáng trên chất
khảo sát
Nay nay, PP phổ đã dần thay thế PP hóa học trong việc xác định
cấu trúc hóa học cũng như định tính, định lượng chất phân tích.
7
7
Hiện tượng quang học: 7 sắc cầu vòng
8
8
S phan xa cua tia sang trên g ng câú ̀ự ̉ ̣ ̉ ươ
Hiên t ng tan s c anh sang b i cac giot n ć ́ ́ ́ ́ ̣́ ượ ă ở ̣ ươ
hay tinh thê b ng trong không khí̉ ă

9
9
1.1.TÍNH CHẤT TOÀN KHỐI ÁNH SÁNG CỦA DD
1.1.TÍNH CHẤT TOÀN KHỐI ÁNH SÁNG CỦA DD
Hiện tượng khúc x
Hiện tượng khúc x
ạ: (Khúc xạ kế)
ạ: (Khúc xạ kế)
10
10
11
11
12
12
2. BẢN CHẤT CỦA ÁNH SÁNG
2. BẢN CHẤT CỦA ÁNH SÁNG
Á́nh sáng nhìn thấy, tia IR, tia UV, tia rơnghen, sóng radio: g
Á́nh sáng nhìn thấy, tia IR, tia UV, tia rơnghen, sóng radio: g
ọi
ọi
chung
chung
là những bức xạ điện từ khác nhau v
là những bức xạ điện từ khác nhau v
ề
ề
độ dài sóng
độ dài sóng
(bước sóng).
(bước sóng).

X-Ray UV
Visible IR
Microwave
200nm
400nm 800nm
WAVELENGTH(nm)
13
13
2.1. Tính chất sóng: (Huyghel- Clark Maxwell)
2.1. Tính chất sóng: (Huyghel- Clark Maxwell)
Ánh sáng là bức x
Ánh sáng là bức x
ạ điện từ:
ạ điện từ:
−


lan truyền trong chân không với
lan truyền trong chân không với


C= 3.10
C= 3.10
10
10
cm/s được đặc trưng bằng
cm/s được đặc trưng bằng
bước
bước
sóng

sóng
λ
λ
hay tần số dao động ; số sóng
hay tần số dao động ; số sóng
−


có dao động sóng của cường đ
có dao động sóng của cường đ
ộ
ộ


điện trường và từ trường thẳng góc
điện trường và từ trường thẳng góc




Hình bức x
Hình bức x
ạ
ạ
điện từ có bước sóng, truyền theo trục x
điện từ có bước sóng, truyền theo trục x
λ
υ
C
=

λ
ν
1
'
=
14
14
Giải thích:
- hiện tượng nhiễu xạ (diffraction)
- giao thoa (interference).
15
15
2.2. Tính chất hạt:
2.2. Tính chất hạt:
(
(
thuyết lượng tử ánh sáng,
thuyết lượng tử ánh sáng,
Max Planck
Max Planck
)
)
- Ánh sáng cấu tạo bởi những hạt mang năng lượng không có tính chất
- Ánh sáng cấu tạo bởi những hạt mang năng lượng không có tính chất
liên tục mà bao gồm từng lượng riêng biệt nhỏ nhất gọi là lượng tử
liên tục mà bao gồm từng lượng riêng biệt nhỏ nhất gọi là lượng tử
(photon, quang tử). Mỗi photon có năng lượng tỉ lệ với tần số của bức xạ:
(photon, quang tử). Mỗi photon có năng lượng tỉ lệ với tần số của bức xạ:




λ
λ
: độ dài sóng
: độ dài sóng



C: tốc độ của ánh sáng = 3 x 10
C: tốc độ của ánh sáng = 3 x 10
10
10
cm/sec
cm/sec



: tần số ánh sáng (chu kỳ /sec)
: tần số ánh sáng (chu kỳ /sec)



h: hằng số Planck = 6,62 x 10
h: hằng số Planck = 6,62 x 10
-27
-27
erg/sec = 6,63 x 10
erg/sec = 6,63 x 10

-34
-34
J.s.
J.s.
- bước sóng càng nhỏ thì năng lượng photon càng lớn.
- bước sóng càng nhỏ thì năng lượng photon càng lớn.
C
=
λ
υ
E = h = h
C
λ
υ
υ
16
16
2.3. Các đại lượng đặc trưng
2.3. Các đại lượng đặc trưng


Bước sóng (
Bước sóng (
λ
λ
):
):
khoảng cách ngắn nhất giữa 2 lần dao động c
khoảng cách ngắn nhất giữa 2 lần dao động c
ùng pha

ùng pha


thứ nguyên A
thứ nguyên A
o
o
=10
=10
-10
-10
m, 1nm =10
m, 1nm =10
- 9
- 9
m, 1µm = 10
m, 1µm = 10
-6
-6
m.
m.
-
-




tần số
tần số
( )

( )
: số lần dao động / giây.
: số lần dao động / giây.
-
-


số sóng : số lần dao động / cm, thứ nguyên là cm
số sóng : số lần dao động / cm, thứ nguyên là cm
-1
-1


λ
ν
1
'
=
(λ)
υ
17
17
0,1 50 200 400
800
tia X
tử ngọai
gần
tử ngọai
xa
vùng khả kiến

hồng ngọai
λ (
nm
)


2.4. PHÂN VÙNG SÓNG ĐIỆN TỪ
phan loai buoc song anh sang.flv
18
18
- Mỗi dạng bức xạ (IR, UV ) bao gồm những bức xạ có bước sóng khác
nhau biến đổi trong một vùng nào đó của phổ điện từ → Bức xạ đa sắc.
- Ở các vùng phổ khác nhau nhờ những dụng cụ thích hợp như lăng
kính, cách tử…từ những bức xạ đa sắc tách riêng được những bức xạ có
cùng bước sóng, gồm chỉ một loại photon có năng lượng như nhau →
Bức xạ đơn sắc.
19
19
lăng kính
20
20
Max Planck (1858-1947): trong một thời gian dài cũng tưởng rằng
Bức xạ có thể có năng lượng bất kỳ do đó có thể hấp thu một cách liên tục.
1905: A. Einstein đã đưa ra kết luận
- Năng lượng điện từ (bức xạ) chỉ tồn tại dưới dạng các lượng tử (photon)
- Tia bức xạ là dòng các photon không chia cắt được.
- Năng lượng của chúng xác định theo pt của Planck.

Giải thích rất chính xác về hiện tượng quang điện, qui luật tác
dụng hóa học của ánh sáng.


Là nền tảng cho sự phát triển các khái niệm về cấu tạo nguyên tử,
phân tử.
21
21
hiện tượng quang điện (1888-1890)
hiện tượng quang điện (1888-1890)
1839-1896: A.G.Xtoletov
Đ
Sự phát ra các electron từ kim loại dưới tác dụng của ánh sáng chiếu vào
22
22
- Cường độ dòng quang điện tỉ lệ thuận với cường độ chiếu sáng.
-
Mỗi photon sẽ truyền năng lượng cho kim loại

2
0
2
1
mvE
c
h
+=
λ
- Động năng cực đại của mỗi electron phụ thuộc tần số ánh sáng chiếu
vào.
23
23
- Photon cho electron toàn bộ năng lượng của mình trong quá trình

tương tác với kim loại.

Một phần dùng phá vỡ liên kết của e với nguyên tử kim loại
•
Một phần truyền động năng cho electron
-
Động năng cực đại của electron ≤ E
photon
– E
lk electron với n.tử KL
-

Khi tăng số photon (tăng cường độ chiếu sáng) t→ ăng dòng quang điện
nhưng năng lượng của mỗi electron không tăng lên.
- E photon < E min cần để bứt e kh→ ông xảy ra hiện tượng quang điện dù
số photon bất kỳ đập vào kim loại.
Thí dụ:
- Khi chiếu bằng ánh sáng đỏ hay vàng
Na không thể hiện hiệu ứng quang điện
Chỉ bắt đầu phóng electron ở bước sóng < 590nm
- Sự bứt electron ra khỏi Platin khi chiếu tia tử ngoại vào platin.
24
24
- Max Planck(1858-1947) nhà vật lý học người Đức nổi tiếng , được lãnh giải
thưởng Nobel (1918).
- Những công trình chính của ông dành cho nhiệt động học và bức xạ nhiệt
Khái niệm mở đầu về đặc tính lượng tử của bức xạ và sự hấp thu năng lượng
đóng vai trò rất quan trọng.
25
25

Tế bào quang điện