Презентация на тему: Интерферометрические методы анализа

Интерферометрические методы анализа
Интерферометрические методы анализа
Интерферометрия
Интерферометрические методы анализа
Интерферометрические методы анализа
ПОЛНЫЙ ИЗОТОПНЫЙ АНАЛИЗ ВОДЫ
Метод двух констант
Комбинация денсиметрического и спектрального методов
АНАЛИЗ ИЗОТОПНОГО СОСТАВА ВОДЫ НА ПРИРОДНОМ УРОВНЕ
Стандарты воды
Интерферометрические методы анализа
Интерферометрические методы анализа
Интерферометрические методы анализа
Интерферометрические методы анализа
Интерферометрические методы анализа
Интерферометрические методы анализа
Интерферометрические методы анализа
Лазерный анализатор изотопного состава воды P icarro L-2130 i
Интерферометрические методы анализа
1/19
Средняя оценка: 4.1/5 (всего оценок: 8)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (2058 Кб)
1

Первый слайд презентации: Интерферометрические методы анализа

Интерферометрические методы анализа основаны на определении показателя преломления исследуемого вещества a b Показателем преломления ( n ) называют отношение синуса угла падения луча света (  ) к синусу угла его преломления (  ) Если луч света переходит из среды, более преломляющей, в среду, менее преломляющую, то: При 20 о С показатель преломления белого света равен:

Изображение слайда
2

Слайд 2

Рефрактометрия При увеличении угла падения изменяется соотношение между долей световой энергии, переходящей в другую среду, и долей световой энергии, отраженной от поверхности раздела. Угол падения 10 о 20 о 30 о 39 о 40 о Угол преломления 15 о 40  32 о 51 о 79 о 90 о Доля отраженного света, % 4,7 5,0 6,8 36,0 100,0 При  ’  40 о луч полностью отражается и этот угол называют углом полного внутреннего отражения. Рефрактометры Аббе или Пульфрика построены на эффекте полного внутреннего отражения света в призме, соприкасающейся одной из своих плоскостей со слоем исследуемой жидкости. Рефрактометрия позволяет определять показатель преломления вещества.

Изображение слайда
3

Слайд 3: Интерферометрия

В основе интерферометра Рэлея лежит явление интерференции света, т.е. ослабление или усиление интенсивности света в зависимости от соотношения фаз световых волн, наблюдаемое при наложении когерентных волн, линейно поляризованных в одной плоскости. Для монохроматического света при S 1 S 2 = 2 l и OM = D ( D >>2 l ): max - при min - при m – целое число, называемое порядком интерференции, I 0 – интенсивность в точке М Картина в монохроматическом свете

Изображение слайда
4

Слайд 4

Для полихроматического света с длинами волн от  до  : Первый максимум – общий для всех длин волн, далее – ряд окрашенных полос, переходящих в равномерно освещенное поле. Окраска полос обусловлена несовпадением интерференционных максимумов для отдельных цветов. Интерференционная картина полностью размывается, когда совпадают интерференционные максимумы : Определение разницы показателей преломления интерферометрическим методом основано на измерении величины сдвига интерференционной картины, вызванного разницей в длине оптических путей двух лучей. Интерферометрическая картина для полихроматического света Если на пути одного из интерферирующих лучей поместить прозрачную среду (кювету с жидкостью), то из-за уменьшения скорости распространения света в ней, длина оптического пути возрастет.

Изображение слайда
5

Слайд 5

Если на пути одного из интерферирующих лучей поместить прозрачную среду (кювету с жидкостью), то из-за уменьшения скорости распространения света в ней, длина оптического пути возрастет. : При замене в кювете среды с показателем преломления n 1 на среду с n 2 : где l - длина пути света в кювете;  n – разница показателей преломления;  N – число полос, на которое смещается интерференционная картина;  - длина волны используемого света (для белого света  =580 нм). Точность метода :  рефрактометр Пульфрика -  n =  2  10 -5   [D] =  0,4 ат.%.  интерферометр при l =8 см и подсчете числа полос с точностью  0,02 полосы - ( n ) =  10 -7   [D] =  0,002 ат.%. Для двух сред с одинаковой толщиной слоя и разными показателями преломления n 1 и n 2 : - основное уравнение количественного интерферометрического анализа. Среда с n 2 Среда с n 1

Изображение слайда
6

Слайд 6: ПОЛНЫЙ ИЗОТОПНЫЙ АНАЛИЗ ВОДЫ

Отличие в плотностях различных изотопных форм воды: [D] = 0,0149 ат.% 16 [ 18 О ] = 0,21 ат.% 216 При проведении изотопного анализа воды денсиметрическими методами следует иметь в виду, что повышенная плотность анализируемой пробы по сравнению со стандартной водой может быть обусловлена измененным изотопным составом водорода, кислорода или обоих элементов сразу. из них: Без дополнительных оговорок о возможном изменении изотопного состава анализируемой пробы, по экспериментально измеренной величине изотопный состав водорода и кислорода в пробе невозможно даже оценить, так как близки между собой разницы значений плотностей:

Изображение слайда
7

Слайд 7: Метод двух констант

Сочетание денсиметрического и интерферометрического методов. Для белого света: При [D] и [ 18 O] меньше 10 ат.% и больше 90 ат.% Если в пробе обозначить избыток по сравнению с природным составом [D]=x; [ 18 O]=y В основе метода лежит значительно различающаяся зависимость показателя преломления пробы от ее изотопного состава по кислороду и водороду.

Изображение слайда
8

Слайд 8: Комбинация денсиметрического и спектрального методов

Если в пробе обозначить избыток по сравнению с природным составом [D]=x; [ 18 O]=y Денсиметрическим методом определяем ( d t 4 ) ПР Спектральным методом определяем, например [D] = х Тогда :

Изображение слайда
9

Слайд 9: АНАЛИЗ ИЗОТОПНОГО СОСТАВА ВОДЫ НА ПРИРОДНОМ УРОВНЕ

Природная вода представляет собой многокомпонентную смесь изотопомеров. Содержание самого лёгкого изотопомера в ней значительно превосходит концентрацию всех остальных вместе взятых. В природных водах в 1 000 000 молекул в среднем содержится 997 284 молекул 1 H 2 16 O; 311 молекул 1 HD 16 O; 390 молекул 1 H 2 17 O и около 2005 молекул 1 H 2 18 O. Концентрация молекул воды, содержащих тяжёлые изотопы D, 17 O, 18 O, в природной воде колеблется в пределах, зафиксированных в основных стандартах изотопного состава гидросферы SMOW и SLAP.

Изображение слайда
10

Слайд 10: Стандарты воды

Стандарт SMOW (Standard Mean Ocean Water) соответствует глубинной воде Мирового океана, которая весьма стабильна по изотопному составу, с содержанием лёгкого изотопомера 1 H 2 16 O, равным 997,0325 г/кг (99,73 мол. %). Стандарт SLAP (Standard Light Antarctic Precipitation) соответствует природной воде из Антарктики, в которой доля самого лёгкого изотопомера составляет 997,3179 г/кг (99,76 мол. %). По международному стандарту SMOW абсолютное содержание дейтерия и кислорода-18 в океанической воде составляет: D SMOW / 1 H SMOW =(155,76±0,05)•10 -6, или 155,76 ppm 18 O SMOW / 16 O SMOW =(2005,20±0,45)•10 -6, или 2005 ppm. Для стандарта SLAP концентрации в воде составляют: дейтерия D/H=89•10 -6 или 89 ppm, кислорода-18 18 O/ 16 O=1894•10 -6 или 1894 ppm.

Изображение слайда
11

Слайд 11

Изображение слайда
12

Слайд 12

Графическая иллюстрация вариаций изотопного состава водорода (отношения H/D) в природе: V-SMOW - Венский стандарт океанской воды, GISP - стандарт воды из Гренландского льда, SLAP - стандарт воды из Антарктического льда, С 3, С 4 - типы реакций фотосинтеза растений

Изображение слайда
13

Слайд 13

Огромное влияние окружающей среды, структуры питания и качества воды на здоровье человека убедительно демонстрируют данные по заболеваемости раком в различных регионах России – они колеблются от 500 до 1600 больных на 100 тыс. населения (данные 1990-1991 гг.).

Изображение слайда
14

Слайд 14

Изображение слайда
15

Слайд 15

Поскольку водород входит в состав не только воды но и макромолекул, из которых состоят белки жиры и углеводы, можно уверенно предположить, что эти колебания не могут оставаться незамеченными организмом. Тем более, что по числу атомов в теле человека водород уверенно занимает первое место.

Изображение слайда
16

Слайд 16

Для повышения жизненных сил и мобилизации их на борьбу с неблагоприятными внешними воздействиями, нам необходимо очищать организм от тяжелых изотопов биогенных элементов так же, как мы очищаем его от химических шлаков.

Изображение слайда
17

Слайд 17

Изображение слайда
18

Слайд 18: Лазерный анализатор изотопного состава воды P icarro L-2130 i

Picarro L2130-i - анализатор изотопного состава воды (D и 18 О), способный также определять концентрацию H 2 O в водных образцах в жидкой фазе. Picarro L2130-i также способен проводить измерения содержания D и 18 О и концентрацию H2O в водяных парах. Этот тип спектроскопии основан на поглощении энергии ИК-лазера малыми молекулами при характеристичных длинах волн. Хорошо известно, что при давлениях ниже атмосферного газы дают спектры в ближней ИК-области, состоящие из хорошо разрешенных, очень узких полос поглощения.

Изображение слайда
19

Последний слайд презентации: Интерферометрические методы анализа

Попеременно идет измерение поглощения «пустой» кюветы (без исследуемого газа) и кюветы с исследуемым газом. Получаемая функция зависимости поглощения от времени, путем математических преобразований затем переводится в спектр. Диапазон измерений: до 12,500 ppm. Погрешность измерений: для δ 18 O (< 0.025 ‰), для δD (< 0.1 ‰).

Изображение слайда