Источники света для исследования инфракрасных спектров

Не все молекулы поглощают инфракрасное излучение. В частности, молекулы с определенными свойства.ми симметрии, как, например, гомоядерные двухатомные молекулы, не поглощают инфракрасного излучения. В более сложных молекулах не все типы колебаний обязательно соответствуют поглощению инфракрасного излучения. Например, симметричные молекулы, как, скажем, этилен, Н,С=СН2, не обнаруживают всех своих колебаний в инфракрасном спектре. Для того чтобы помочь исследованию колебаний таких молекул, часто используется спектроскопия комбинационного рассеяния (КР). Спектр КР возникает в результате облучения молекул свето.м (обычно в види.мой области) известной длины волны. В современных спектрометрах КР в качестве источника света, облучающего образец, обычно используется лазерный пучок (рис. 13-35). Поглощение излучения измеряется косвенным путем. При облучении светом высокой энергии [c.590]

Спектральный анализ (эмиссионный) — физический метод качественного и количественного анализа состава вещества на основе изучения спектров. Оптический С. а. характеризуется относительной простотой выполнения, экспрессностью, отсутствием сложной подготовки проб к анализу, незначительным количеством вещества (10—30 мг), необходимого для анализа на большое число элементов. Спектры эмиссии получают переведением вещества в парообразное состояние и возбуждением атомов элементов нагреванием вещества до 1000—10 000°С. В качестве источников возбуждения спектров прп анализе материалов, проводящих ток, применяют искру, дугу переменного тока. Пробу помещают в кратер одного из угольных электродов. Для анализа растворов широко используют пламя различных газов. Качественный н полуколичественныйС. а. сводятся к установлению наличия или отсутствия в спектре характерных линий и оценки по их интенсивностям содержания искомых элементов. Количественное определение содержания элемента основано на Эмпирической зависимости (при малых содержаниях) интенсивности спектральных линий от концентрации элемента в пробе. С. а.— чувствительный метод и широко применяется в химии, астрофизике, металлургии, машиностроении, геологической разведке и др- МетодС. а. был предложен в 1859 г. Г. Кирхгофом и Р. Бунзеном. С его помощью гелий был открыт на Солнце ранее, чем на Земле. Спектроскопия инфракрасная — см. Ифракрасная спектроскопия. Спектрофотометрия (абсорбционная)—физико-химический метод исследования растворов и твердых веществ, основанный на изучении спектров поглощения в ультрафиолетовой (200—iOO нм), видимой (400—760 нм) и инфракрасной (>760 нм) областях спектра. Основная зависимость, изучаемая в С.,— зависимость интенсивности поглощения падающего света от длины волны. С. широко применяется при изучении строения и состава различных соединений (комплексов, красителей, аналитических реагентов и др.), для качественного и количественного определения веществ (определения следов элементов в металлах, сплавах, технических объектах). Приборы С.—спектрофотометры. [c.125]

Все разработанные до сих пор лазеры действуют либо в инфракрасной области, либо в красной области видимого спектра. Рубин, например, генерирует когерентное излучение при 6943 А. Не изготовлено еще ни одного лазера, работающего при более коротких длинах волн в видимой или ультрафиолетовой областях спектра. Заманчивой представляется возможность использования для создания лазеров фосфоресценции или флуоресценции органических молекул. Имея в своем распоряжении огромное множество органических молекул, можно затем сконструировать лазерные источники света для любой выбранной длины волны, просто подбирая подходящую молекулу. Тонкая настройка может быть осуществлена выбором групп заместителей. В лаборатории автора начиная с 1960 г. были выполнены исследования органических материалов, пригодных для использования в качестве лазерных сред. В то же время было выдвинуто предложение попробовать осуществить лазерный эффект при использовании синглетных и триплетных состояний ароматических молекул [208]. Еще в 1954 г. Портер и Виндзор [167] сообщили о получении 20% конверсии молекул в низшее триплетное состояние при импульсном фотолизе растворов антрацена. Позднее было обнаружено уменьшение нормальной заселенности основного состояния более чем на 50% у других молекул, таких, как коронен, 1,2 5,6-дибензантрацен, тетрацен и пентацен [168, 207]. Учитывая, что энергия вспышки составляла только несколько сотен джоулей, первое требование работы лазера, а именно инверсная заселенность, выполнялось очень легко в случае триплетных состояний ароматических углеводородов. В то время, конечно, не были изобретены ни лазеры, ни мазеры, и потенциальное значение достижения инверсной заселенности у каких-либо молекул не было оценено должным образом. [c.134]

Для исследований в ближайшей инфракрасной области спектра применяют фотсколориметры, снабженные фотоэлементами, чувствительными к длинным волнам до liOO mji, например талло-фидными, серно-серебряными и другими. В качестве источника света применяют обычные лампы накаливания. Фотоколориметрические исследования в инфракрасной области спектра представляют особый интерес для молекулярных органических соединений. [c.101]

Условие (IV.26) необходимо, но недостаточно для обеспечения заданной разрешающей способности / , которая далеко не всегда может быть реализована из-за малой величины лучистого потока Р, попадающего на приемник. Особенно часто ощущается недостаток света при исследовании спектров поглощения в инфракрасной области. В инфракрасных спектрометрах применяются тепловые источники излучения (силитовый стержень, штифт Нернста), обладающие в этой области невысокой спектральной яркостью, причем, в отличие от спектрографа, недостаток света невозможно компенсировать большой экспозицией. Кроме того, чувствительность приемников инфракрасного излучения (полупроводниковые фотосопротивления, термоэлементы, болометры, оптико-акустические приемники) значительно ниже, чем у фото- [c.144]

Используя справочные таблицы инфракрасных спектров, можно получить по экспериментальным данным ценную информацию о строении полимерных веществ и их превращениях в процессах синтеза и переработки. Для полимерных веществ характерным отличием от низкомолекулярных соединений является передача колебаний вдоль цепи макромолекулы по повторяющимся группам, что служит новым элементом симметрии. При высокой степени симметрии мономерных единиц число нормальных колебаний полимера может быть настолько мало, что прибегают к дополнительному методу исследования структуры молекул с помощью комбинационного рассеяния света. Метод основан на том, что свет от источника с линейчатым спектром (например, ртут- [c.248]

Для исследования полимеров методом инфракрасной (ИК) спектроскопии предварительно желательно определить источники появления полос поглощения в спектрах. Для этого следует установить частоты колебаний характеристических групп в соответствующих низкомолекулярных соединениях и в полимерах, изучить правила отбора колебаний путем анализа симметрии полимерной молекулы или кристалла и рассчитать силовые постоянные и колебательные спектры. Если полимер содержит атомы водорода, то большую помощь может оказать изучение спектров родственных соединений, в которых атомы водорода частично или полностью замещены на дейтерий. Это дает возможность отнести ряд водородных и некоторых других частот. Кроме того, большинство полимерных образцов могут быть ориентированы тем или иным способом, а затем получены их спектры в поляризованном инфракрасном свете. Из поляризационных спектров можно определить направление, в котором наблюдается максимальное поглощение, или направление момента перехода полосы поглощения по отношению к некоторой фиксированной оси или плоскости полимерной молекулы. Когда определены как поляризация полосы, так и природа колебания, можно получить некоторую информацию относительно строения полимерной молекулы. С другой стороны, когда известно строение полимерной молекулы или кристалла, наблюдаемая поляризационная полоса может быть использована для ее идентификации. Вследствие этого использование дейтерирования и поляризационной техники при ИК-спектро-скопическом исследовании полимеров в последнее время очень резко возросло. Цель данной главы — дать общий обзор этих методов и обсудить ИК-спектры некоторых природных и синтетических полимеров. С другими аспектами ИК-спектроскопического исследования полимеров можно ознакомиться в опубликованных ранее обзорах [1—5]. [c.36]

Для изучения влияния света на образование фенолов пригодно большинство источников световой энергии. Ветров и Ветров [12] подробно описали принципы и соответствующие приемы использования световой энергии при решении биологических проблем. Обычная флуоресцирующая лампа дневного света имеет два преимущества при изучении биосинтеза фенолов. Спектральная эмиссия флуоресцентной лампы в области более 700 ммк очень низка, поэтому она очень удобна в качестве источника волн длиной от 400 до 675 ммк. Доступны теперь и сильно излучающие флуоресцентные лампы, использование которых позволяет проводить исследования при излучении, равном около 3—полной интенсивности света. Спектральная эмиссия нити лампы накаливания максимальна в красной и ближней инфракрасной области спектра. Сильное тепловое излучение лампы накаливания можно уменьшить, используя фильтры из сернокислой меди или воды. Если необходимо очень сильное освещение, можно проводить исследования на открытом солнечном свету. [c.341]

Кроме узких аналитических прилон епий, визуальные наблюдения спектров быстро и непосредственно дают очень ценную информацию о ряде важных явлений, наиример о влиянии электрических параметров источника света на характер спектра, о кинетике свечения отдельных линий, об изменениях выхода вещества из электродов, о влиянии внешних условий на изменение спектра и т. п. Предварительное рассмотрение видимого спектра, пожалуй, наиболее экономно позволяет определить характер намечаемых спектроскопических исследований. Целесообразность таких визуальных наблюдений настолько очевидна, что желательно распространить их па ультрафиолетовую и инфракрасную области спектра, применяя соответствующие преобразователи излучений. [c.14]

Источником света служит криптоновая или ксеноновая лампа сверхвысокого давления ГСВД-120 [27], обладающая достаточно интенсивным непрерывным спектром излучения в интервале от 750 до 210 нм, ограниченном в коротковолновой области спектра поглощением света в стенках кварцевого баллона. На непрерывный фон излучения в некоторых областях спектра наложены отдельные линии излучения. Особенно много линий наблюдается в сине-зеленой области видимого спектра, однако в интервале 300— 230 нм, соответствующем поглощению больщинства исследованных производных бензола, видны лишь две сравнительно интенсивные линии 253,7 и 248,2 нм, принадлежащие следам паров ртути. Интенсивное линейчатое излучение наблюдается в ближней инфракрасной области спектра этих ламп. [c.12]

Различные части инфракрасной области поглощения исследуются различными методами. Ближняя инфракрасная область наиболее доступна исследованию, для нее можно применять стеклянную оптику, в качестве источника света — обычную лампу накалАания, регистрировать спектр можно фотографически с помощью сенсибилизированных фотопластинок. Фотографическим методом можно дойти до X = 12000 и даже 15000 А (1,2 и 1,5 [л). Примерно до этой Н1е области применима фотоэлектрическая регистрация, хотя техника повышения чувствительности фотоэлементов к инфракрасным лучам все время повышается. С помощью явления фосфоресценции удалось исследовать инфракрасные лучи до 1,7 л. Однако наиболее распространенным методом регистрации инфракрасных спектров всех длин воли и особенно волн, превышающих X = 2 л, является тепловой с применением различных тепловых индикаторов с высокой чувствительностью (боллометры, термоэлементы, радиометры, радиомикрометры и пр.), которые позволяют отмечать повышение температуры на миллионную долю градуса. [c.188]

Инфракрасные приборы выпускаются промышленностью. Они делятся на два основных типа — одно- и двухлучевые. В однолучевом спектрометре излучение, испускаемое источником (обычно накаленным стержнем— глобаром), проходит через кювету, содержащую образец, и затем через призму, диспергирующую свет. Нризма поворачивается так, что последовательные длины волн достигают детектора, который в сочетании с соответствующими усилителями измеряет интенсивность света и подает мощность на перо самописца, записывающего спектр. Однолучевые спектрометры обычно пригодны для самых разнообразных целей, очень чувствительны и используются для исследования тонких деталей. У них есть два недостатка 1) поскольку интенсивность источника непрерывно меняется при изменении длины волны, сравнение интенсивности полос в разных областях спектра затруднено и часто требуется юстировка щели от руки, 2) при исследовании веществ в растворах появляются все полосы поглощения растворителя, что сильно затрудняет идентификацию и интерпретацию спектра. [c.295]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология