Курсовая теория на тему Спектроскопические методы исследования сред

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 2
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ СРЕД 4
1.1 Общее представление о спектроскопии 4
1.2 Рассеяние света в среде 8
ГЛАВА 2. ПРИМЕНЕНИЕ СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СРЕД 17
2.1 Принципы работы спектрометров 17
2.2 Классификация спектроскопических методов 22
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 31
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 32

Введение:

Спектроскопические методы включают физические методы, основанные на взаимодействии электромагнитного излучения с веществом (или излучении электромагнитного излучения веществом после его возбуждения). Эти процессы приводят к различным энергетическим переходам, которые регистрируются экспериментально в форме поглощения, излучения, отражения и рассеяния электромагнитного излучения.
Высокая специфичность оптической спектроскопии объясняется тем, что каждое вещество имеет свои спектральные свойства, отличные от спектральных характеристик других веществ. Используя этот метод, можно установить качественный и количественный состав различных образцов.
Методы анализа, основанные на поглощении электромагнитного излучения анализируемыми веществами, составляют обширную группу оптических методов поглощения. Когда свет поглощается, атомы и молекулы анализируемых веществ переходят в новое возбужденное состояние.
Методы спектроскопии, как молекулярные, так и атомные, используются для анализа многокомпонентных смесей и основаны на изучении взаимодействия излучения с веществом. Результатом этого взаимодействия является спектр поглощения или излучения. По характеристикам спектра возможно качественное определение компонентов смеси. Различные методы различаются по своей сути только способом получения спектра и энергии излучения.
Количественный анализ смесей часто проводится методом калибровочной кривой, устанавливающим зависимость степени взаимодействия вещества с излучением от его концентрации в смеси. Получив эту зависимость, можно аналитически или графически определить неизвестную концентрацию вещества в смеси.
Оптические методы, в зависимости от метода и используемого оборудования, имеют различную чувствительность. Особенно низкие пределы обнаружения для элементов различаются в методах атомной спектроскопии (до тысячных долей микрограмма / л). Поэтому особенно важно не только правильно проводить процедуру анализа (практически полностью автоматизированную в современных приборах), но и весь цикл подготовки к анализу. Включает в себя пробоподготовку, отбор проб, приготовление использованных блюд и реагентов, приготовление стандартных растворов.
Таким образом, объектом исследования являются спектроскопические методы анализа, а его предметом – спектроскопические методы исследования сред.
Цель исследования – изучение спектроскопические методы исследования сред.
Задачи исследования:
1. Изучить общее представление о спектроскопии;
2. Изучить рассеяние света в среде;
3. Рассмотреть принципы работы спектрометров;
4. Изучить классификацию спектроскопических методов.

Заключение:

Все спектроскопические методы основаны на взаимодействии атомов, молекул или ионов, составляющих аналит, с электромагнитным излучением. Это взаимодействие происходит при поглощении или испускании фотонов (квантов). В зависимости от характера взаимодействия образца с электромагнитным излучением выделяют две группы методов — излучение и поглощение. В зависимости от того, какие частицы образуют аналитический сигнал, существуют методы атомной спектроскопии и методы молекулярной спектроскопии.
В эмиссионных методах анализируемый образец испускает фотоны (кванты) в результате своего возбуждения. Наиболее важными методами эмиссии являются атомно-эмиссионный спектральный анализ (АЭС) и люминесцентный анализ.
В абсорбционных методах излучение от постороннего источника пропускается через образец, в то время как некоторые кванты избирательно поглощаются атомами или молекулами. Наиболее важными методами этой группы являются атомно-абсорбционный анализ (ААС) и молекулярно-абсорбционная спектроскопия растворов. Последний метод обычно называется спектрофотометрией или фотометрическим анализом. Методы абсорбции, в дополнение к методам эмиссии, используются как для обнаружения, так и для количественного определения веществ.
Помимо спектроскопических методов известны и другие методы анализа, основанные на оптических явлениях. В частности, эффект рассеяния света используется в нефелометрии, в рефрактометрии — рефракция светового потока; в поляриметрии — вращение плоскости поляризации. Эти оптические методы не относятся к спектроскопическим методам, поскольку они не связаны с поглощением или испусканием квантов.

Фрагмент текста работы:

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ СРЕД
1.1 Общее представление о спектроскопии
Физические методы оптической спектроскопии (в основном, путем изучения пропускания, отражения, рассеяния света и люминесценции в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах) являются безусловно наиболее распространенными и эффективными методами изучения структуры и свойств молекул, которые составляют полимеры, а также контролируют качество исходного сырья, технологию производства и свойства готового продукта.
Практика показывает, что методы оптической спектроскопии даже обладают «чрезмерной чувствительностью» при решении большинства применяемых задач. Это означает, что некоторые незначительные изменения, но все же довольно надежно зарегистрированные в спектральных характеристиках, в некоторых случаях могут не проявляться в каких-либо явных изменениях других физических, химических, технологических и эксплуатационных свойств материала [1].
И наоборот, если свойства материала (цвет, удельный вес, твердость, температура фазового превращения, скорость распространения ультразвука и т. д.) Изменились, это непременно найдет явное проявление в оптических спектрах. Физические принципы, лежащие в основе спектральных методов исследования свойств материалов и методов, разработанных для изучения химической структуры вещества, являются основой для создания необычайно большого класса устройств для контроля технологических процессов и качества готовых изделий. Например, в целлюлозно-бумажной промышленности это все типы датчиков влажности, толщины, белого цвета, содержания и длины целлюлозных волокон, шероховатости и толщины бумаги, степени шероховатости и т. д. Все заводские лаборатории оснащены спектральными приборами [5].