METODE OPTICE DE ANALIZA Metodele optice de analiza

METODE OPTICE DE ANALIZA Metodele optice de analiza au la baza proprietati optice ale materialului supus analizei

Marimi optice Ø Lumina reprezinta radiatii electromagnetice care se transmit sub forma de unde , cu o viteza foarte mare Ø Radiatia electromagnetica este o forma de energie care poseda atat proprietati de unda, cat si proprietati de particula

Fenomene optice • In urma interactiilor dintre raza de lumina si materia cu care vine in contact se pot produce modificari ale unora din marimile care o caracterizeaza • Prin masurarea acestor modificari se pot trage concluzii asupra naturii si compozitiei materialului. Ele se folosesc astfel in scopul efectuarii analizei fizico-chimice a materialului. • Cele mai importante efecte ale interactiei luminii cu materia sunt: dispersia, polarizarea, refractia, reflexia, absorbtia, difuzia si emisia luminii.

Absorbtia luminii • Absorbtia are loc cand lumina care loveste o suprafata se transforma in caldura sau in alta forma de energie • Studierea absorbtiei luminii de catre molecule sta la baza metodelor care alcatuiesc spectrometria de absorbtie moleculara. • Masurarea lungimilor de unda la care o specie chimica prezinta absorbtie maxima permite identificarea acesteia • Scaderea intensitatii radiatiei luminoase , datorita absorbtiei ei partiale, poate fi corelata cu valoarea concentratiei speciei chimice cu proprietati absorbante.

Dispersia luminii • Dispersia luminii este fenomenul de descompunere prin refracție a luminii albe în fascicule de lumină colorate diferit. Aceste culori alcătuiesc spectrul luminii albe și sunt: roșu, oranj, galben, verde, albastru, indigo și violet. Ea constă în variția indicelui de refracție n al unei substanțe de lungimea de undă λ. • Lumina provenită de la soare este albă. Isaac Newton a descoperit acum 300 de ani, cu ajutorul unei prisme, că lumina albă este formată din mai multe fascicule colorate diferit. Prisma optică este un mediu omogen și transparent, mărginit de două fețe plane și neparalele. La trecerea prin prismă, lumina se descompune în fascicule colorate în: roșu, oranj, galben, verde, albastru, indigo și violet. Fasciculele colorate trec prin prismă cu viteze diferite, de aceea ies din prismă sub unghiuri diferite.

Refractia si reflexia • Refractia luminii este schimbarea directiei razelor de lumina ce are loc cand viteza luminii se modifica atunci cand aceasta trece dintr-o substanta transparenta in alta. • Reflexia luminii este fenomenul de schimbare a direcției de propagare a luminii la suprafața de separare a două medii, lumina întorcându-se în mediul din care a venit. Apare la suprafața de separare intre două medii optice.

Schema reflexiei unei raze de lumina

Schema refracţiei unei raze de lumină

Observaţi că tulpinile florilor din imagine se văd deformate prin apă, şi par a fi în alt loc decât sunt în realitate. ¬ Fenomenul “responsabil” este refracţia luminii

normala unghiul de incidenţă i raza incidentă n 1 rază reflectată n 2 unghiul de refracţie r rază refractată Trimiţând cu o lanternă o rază de lumină (numită raza incidentă) pe suprafaţa apei dintr-un vas, se va remarca o rază refractată (care pătrunde în apă) şi o rază reflectată(care se întoarce în aer).

n 2 =1 Proprietăţile refracţiei n 2=1, 33 normala n 2 =1 n 1=1, 33 1. Când lumina trece dintr-un mediu cu indice de refracţie mic într-un mediu cu indice de refracţie mare (de exemplu din aer în apă, sau din aer în sticlă) razele de lumină(refractate) se apropie de normală. rază refractată 2. Când lumina trece dintr-un mediu cu indice de refracţie mare într-un mediu cu indice de refracţie mic (de exemplu din apă în aer, sau din sticlă în aer) razele de lumină refractate se îndepărtează de normală.

În general, reflexia şi refracţia se produc amândouă odată. În fotografia din imagine, observaţi şi pietrele din apă (prin refracţie), dar şi reflexia cerului pe oglinda apei

Efectele refracţiei Mirajul se produce în zile călduroase, în apropierea nisipurilor sau soselelor încălzite de soare. Explicaţia Mirajului: lumina se refractă în straturile de aer cald din apropierea pământului şi ne creează impresia că ar fi o reflexie pe apă.

Miraj rece (miraj superior ): Soare dublu pe Lacul Superior, America de Nord

Dacă priveşti (pe o direcţie oblică) un obiect aflat în apă, el nu se află exact acolo unde observi tu imaginea ! Eşti derutat de refracţie! n 1 n 2 B C obiect imagine A D De exemplu, dacă o persoană “vede” imaginea obiectului în punctul C(pe direcţia privirii sale), de fapt obiectul este în punctul B.

Creionul pare a fi frânt, din cauza refracţiei luminii la interfaţa dintre apă şi aer.

Curcubeul este un fenomen optic și meteorologic care se manifestă prin apariția pe cer a unui spectru de forma unui arc colorat atunci când lumina soarelui se refractă în picăturile de apă din atmosferă. Centrul curcubeului este în partea opusă soarelui față de observator. Trecerea de la o culoare la alta se face continuu, dar în mod tradițional curcubeul este descris ca având un anumit număr de culori; acest număr diferă de la o cultură la alta, de exemplu în tradiția românească secvența culorilor este adesea prezentată astfel: roșu, portocaliu (oranj), galben, verde, albastru, indigo și violet, și memorată sub forma acronimului ROGVAIV. Ordinea culorilor este de la roșu în exteriorul arcului la violet în interior. Curcubeul poate fi observat vara, după ploaie. El apare datorită fenomenelor de refracție, reflexie și dispersia luminii provenită de la Soare prin picăturile de apă din atmosferă ).

Producerea curcubeului

Curcubeu în Dijon, Franţa

Haloul • Haloul este un inel luminos, multicolor, care poate apărea pe bolta cerească în jurul Soarelui sau al Lunii în condiții atmosferice propice. Apare din cauza reflexiei sau refracției luminii în cristale de gheață care sunt prezente la nori de mare altitudine. • Fenomenul halo (cunoscut si ca nimb sau aureola) reprezinta un grup de fenomene optice sau luminoase, care se formeaza ca rezultat al refractiei si reflectiei razelor solare in cristalele hexagonale de gheata, aflate in norii cirostratus la inaltimea de 7 -12 km, unde temperatura este de -30 de grade.