1 / 31

ALGUMAS APLICAÇÕES DA ESPECTROSCOPIA ÓPTICA

ALGUMAS APLICAÇÕES DA ESPECTROSCOPIA ÓPTICA. Maria José V. Bell, DF-UFJF. XV Semana de Física - UFJF Outubro/2004. Índice. O que é espectroscopia óptica Radiação UV-VIS-IR Elementos básicos experimentais Técnicas experimentais e exemplos de aplicações Absorção, transmissão,

ilyssa
Download Presentation

ALGUMAS APLICAÇÕES DA ESPECTROSCOPIA ÓPTICA

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. ALGUMAS APLICAÇÕES DA ESPECTROSCOPIA ÓPTICA Maria José V. Bell, DF-UFJF XV Semana de Física - UFJF Outubro/2004

  2. Índice • O que é espectroscopia óptica • Radiação UV-VIS-IR • Elementos básicos experimentais • Técnicas experimentais e exemplos de aplicações • Absorção, transmissão, • Absorção infravermelha

  3. Ondas Eletromagnéticas E=hc/l

  4. Espectro Eletromagnético Radiação UV-Vis-IR

  5. IR IT Io IE Amostra Espectroscopia Óptica • Consiste na interação de radiação (na faixa do UV, Vis e IR) com a matéria (sólido, líquido ou gás). • Esta interação pode ocorrer via absorção, espalhamento, emissão ou reflexão da luz incidente. Io: Intensidade Incidente IR: Intensidade Refletida IT: Intensidade Transmitida IE: Intensidade Espalhada Io=IT+IR+IE+IA Intensidade Absorvida

  6. Elementos básicos: • Fontes de luz: laseres e lâmpadas • Elemento dispersor: grade de difração ou prisma • Detector: fotodiodo, fotomultiplicadora, CCD • Amostra: sólido, líquido ou gás. Laser

  7. Fontes de luzLâmpadas: Espectro contínuo Emissão de Corpo Negro Lei de Planck

  8. Laseres:Gasosos, de Estado Sólido e líquidos (Dye lasers) • Gasosos: He-Ne, Argônio (Ar+), Kriptônio, He-Cd, N2, CO2, etc. • De Estado sólido: Laseres de diodo, Ti:Safira, Nd:YAG, etc. • Líquidos: corantes, desde o UV até o infravermelho, com variação contínua, mudando o corante.

  9. O Elemento Dispersivo:Monocromador sena + senb = mDl N Poder de resolução da rede: l/Dl=mN b a

  10. Fotodiodos E Detector     (  m) p Si 0.2 - 1.1 Ge 0.4 - 1.8 Eg n InAs 1.0 - 3.8 InSb 1.0 - 7.0 InSb (77K) 1.0 - 5.6 HgCdTe (77K) 1.0 -25.0 p V Faixa de sensibilidade E p n V-DV p

  11. Fotomultiplicadora Faixa de operação: 110-1100 nm Eficiência Quântica: 1-10% Tempo de resposta: 1-20 ns

  12. CCD- Charge Coupled Device • Características: • 1024 ou 2048 pixels • Eficiência quântica de ~60% • Alta sensibilidade • Tamanho: • ~ 25 mm

  13. BC Energia BC BC Eg Eg Eg BV BV BV Isolante Metal Semicondutor Tipos de Amostras: 1) Sólidos Eg > 5eV Eg < 1eV Eg entre ~1eV e 5eV E=hc/l

  14. 2) Moléculas (diatômicas) R Níveis Eletrônicos Níveis vibracionais

  15. Átomo de Bohr

  16. Absorção e Emissão

  17. Faixas de Energias da Espectroscopia óptica Níveis Eletrônicos ~1eV UV-VIS Níveis Rotacionais < 10 meV Níveis Vibracionais ~10 - 100meV IR

  18. TÉCNICA DE ABSORÇÃO E REFLETÂNCIA IT Absorbância (A): A=logIo/IT Refletância R: =IR/Io Transmitância (T): T=IT/Io Lei de Beer: IT(l)=Io(l)e-a(l)L a=A/(Llog(e)) IO L R=IR/Io IR

  19. Absorção Infravermelha n3 n2,4 Transmissão Número de Onda (=1/l ) (cm-1)

  20. Algumas bandas de absorção típicas

  21. Aplicação 1: Gases na atmosfera

  22. Emissão solar Intensidade (W/m2mm) Comprimento de onda ( mm)

  23. Porcentagem de energia absorvida

  24. Aplicação 2: Sensoriamento remoto Refletância (%)

  25. Sensoriamento remoto Canal 2 Canal 3 Refletância Canal 1 Canal 1: 0.6 mm Canal 2: 0.8 mm Canal 3: 1.6 mm Fonte: EUMETSAT Comparação da refletância do solo nos 3 canais Comparação da refletância das folhas nos 3 canais

  26. Superfície da Terra • Em 0.8 mm há uma melhor definição entre estruturas de superfície devido à alta refletância do solo e das folhas. Canal 1: 0.6 mm Canal 2: 0.8 mm 0.6 mm 0.8mm Comprimento de onda (mm)

  27. Refletividade do Gelo/neve e Núvens em 1.6 m 0.6 0.8 1.6 Núvens: alta refletividade Gelo/neve:baixa refletividade Fonte: EUMETSAT

  28. Núvens de água e núvens de gelo Gelo/neve Núvem

  29. Superfície Lunar –dados da Apolo 14

  30. Transmissão do leite

  31. Absorção de Água Líquida Coeficiente de absorção a (cm-1)

More Related