Люминесцентный анализ - Шлезингер М.А.
Скачать (прямая ссылка):
Если в пробирке, сделанной из.стекла, заметно поглощающего ультрафиолетовый свет, наблюдать люминесценцию раствора, то свечение раствора окажется ослабленным или совсем не будет видимо, в зависимости от того, как сильно стенки пробирки ослабляют ультрафиолетовые лучи, возбуждающие люминесценцию. Ослабление световых лучей стеклянной пластинкой, помещенной на их пути, зависит не только от сорта стекла, но и от толщины поглощающего слоя: ослабление усиливается с увеличением толщины пластинки (сравни спектры 2 и 3 на рис. 5).
^ [ -Т р-р-^ | | (tm)р__
$7$ т т. т тттт ш т гм ммк
Рис. 5. 1 - спектр ртутной лампы; 2 -спектр ртутной лампы с вудовским стеклом; 3 - спектр ртутной лампы с двойным вудовским стеклом; 4 - спектр ртутной лампы с оконным стеклом.
Предположим, что на пластинку, перпендикулярно к ней, падает пучок параллельных лучей монохроматического света. Введем обозначения:
d - толщина пластинки; /0 - интенсивность света, падающего на пластинку; / - интенсивность света, вышедшего из пластинки.
: Ослабление потока при прохождении через пластинку дается отно-
шением
где к - постоянная, характеризующая поглощающую среду; она называется показателем поглощения.
Показатель поглощения сильно изменяется с длиной волны,- на этом и основано применение светофильтров. Для характеристики светофильтров вычерчивают кривые: на оси абсцисс откладывают длины волн, а на оси ординат - соответствующие показатели поглощения или иные величины, характеризующие ослабление светофильтром светового потока соответствующей длины волны. Так, на рис. 6 даны кривые для стекла УФС2, применяемого для изготовления светофильтров. На этих кривых по оси ординат отложены оптические плотности D пластинок. Оптической плотностью называют десятичный логарифм отношения падающего потока к прошедшему:
lg^ = Z) = 0,4343M = -
ГЛ. I]
НЕКОТОРЫЕ НЕОБХОДИМЫЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ СВЕДЕНИЯ
19
Следовательно, возрастанию одтической плотности соответствует большее ослабление (поглощение) проходящего света.
Кривые рис. 6 показывают, что в противоположность увиолевому стеклу, прозрачному не только для ближних ультрафиолетовых лучей, ею и для видимой части спектра, стекло УФС2 почти не пропускает видимых лучей: его поглощательная способность меньше всего около длины волны 340 ммк и резко возрастает в сторону длинных волн, начиная примерно с 360 ммк.
Если на пути лучей вместо пластинки поместить сосудик с раствором-поглощающего вещества, то ослабление света при прохождении через раствор будет зависеть не только от толщины слоя d, но и от концентрации раствора. В этом случае справедливо соотношение
где а - постоянная, характерная для растворенного поглощающего вещества;
С - концентрация раствора.
Следовательно, с увеличением концентрации раствора ослабление проходящего света возрастает быстрее, чем изменяется концентрация.
Поглощение света необходимо для возникновения люминесценции; свет только тех длин волн, которые поглощаются веществом, может вызвать его люминесценцию. Поэтому знание спектра поглощения люминесцирующего вещества облегчает подбор наиболее подходящего источника возбуждения и светофильтра.
Кроме спектров излучения и поглощения люминесцирующие вещества характеризуются также в некоторых случаях поляризацией люминесценции.
В главе XX рассматриваются возможности использования в люминесцентном анализе явления поляризации люминесценции. Вспомним, что же мы называем поляризованным светом и, следовательно, поляризованной люминесценцией.
Выше было указано, что свет представляет собой электромагнитные волны. Это волны поперечные, т. е. такие, в которых колебания происходят в плоскости, перпендикулярной к направлению распространения волны (рис. 7, а). В естественном свете в этой плоскости возможны колебания любых направлений; с течением времени они быстро и хаотически меняются. В свете, который мы называем поляризованным или, точнеег линейно поляризованным, колебания происходят только в одном из этих направлений (рис. 7, б). На рис. 8,а показана поперечная механическая волна, создаваемая на эластичном шнуре рукой. Благодаря тому, что шнур пропущен через щель, колебания происходят только в одном направлении, параллельном щели, а не в любых направлениях вокруг шнура. Это выражают словами: колебания происходят в плоскости щели (рис. 8,6). Свето-
2*
Рис. 6. Кривые оптической плотности фильтров для выделения ультрафиолетовой области спектра:
1 - стекло УФС2 толщиной 1 мм\ 2 - стекло УФС2 толщиной 5 мм.
20
ВВЕДЕНИЕ
[ГЛ. I
вая волна тоже может быть полностью или частично поляризованной. Поляризация света, т. е. исключение колебаний во всех направлениях, кроме одного, происходит при его отражении и преломлении. На рис. 9 показано, что у преломленного луча колебания лежат в плоскости чертежа, а у отраженного - в плоскости, перпендикулярной к плоскости чертежа. Полностью поляризованным бывает только отраженный луч и только в том случае, если угол между лучами- отраженным и преломленным - равен 90°; при этом, как это легко показать, тангенс угла падения а равен показателю преломления п. Для получения поляризованного света пользуются специальными приборами - поляризаторами (см. гл. XX).
