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TEMA 7 COMPONENTES DE LOS INSTRUMENTOS ESPECTROSCÓPICOS
[object Object],[object Object]
[object Object],7.1. INTRODUCCIÓN ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
COMPONENTES BASICOS DE UN ESPECTROMETRO Vis-UV 3 4 1 2 1 FUENTE DE RADIACIÓN o LÁMPARA SISTEMA ÓPTICO a) Sistema para dirigir la radiación b) Sistema de aislamiento de la longitud de onda 2 3 RECIPIENTE PARA LA MUESTRA  ( GENERALMENTE LÍQUIDA ) 4 SISTEMA DE DETECCIÓN   (TRANSDUCTOR DE LA RADIACIÓN) a) b)
7.1. INTRODUCCIÓN Componentes de varios tipos de instrumentos de espectroscopía óptica: (a) espectroscopía de emisión; (b) espectroscopía de absorción; (c) espectroscopía de fluorescencia y de dispersión. Espectroscopia de emisión Espectroscopia de absorción Espec. de fluorescencia
7.2. INSTRUMENTACIÓN ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Son aquellas que emiten radiaciones de todas las    dentro de una región espectral. Van a emitir radiaciones cuya intensidad varía sólo de forma gradual en función de la   . Lámpara de H 2  y D 2 Lámpara de filamento de Wolframio o Tungsteno Lámpara de Xenón Es aquella que sólo emite radiaciones de determinadas   Lámpara de Cátodo Hueco Lámpara de vapor de Hg Láser FUENTES ESPECTROSCÓPICAS
7.2. INSTRUMENTACIÓN Intervalos de onda que son transparentes los distintos materiales que utilizan para fabricar ventanas, lentes, recipientes de muestra y prismas de instrumentes espectroscópicos. TRANSMITANCIA DE MATERIALES
7.2. INSTRUMENTACIÓN ,[object Object],SELECTORES DE LONGITUDES DE ONDA ,[object Object],[object Object]
7.2. INSTRUMENTACIÓN SELECTORES DE LONGITUDES DE ONDA ,[object Object],[object Object],[object Object],FILTROS ,[object Object],[object Object]
7.2. INSTRUMENTACIÓN SELECTORES DE LONGITUDES DE ONDA ,[object Object],[object Object],[object Object]
7.2. INSTRUMENTACIÓN SELECTORES DE LONGITUDES DE ONDA MONOCROMADORES ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
7.2. INSTRUMENTACIÓN SELECTORES DE LONGITUDES DE ONDA MONOCROMADORES
LUZ C O L O R
 
Sistemas  DISPERSIVOS : MONOCROMADORES ,[object Object],[object Object],Dispersión lineal o angular de los monocromadores ABSORCIÓN
7.2. INSTRUMENTACIÓN ,[object Object],RECIPIENTES PARA LAS MUESTRAS ,[object Object],Las celdas o cubetas deben fabricarse de un material que permita el paso de la radiación de la región espectral de interés. ,[object Object],[object Object]
 
7.2. INSTRUMENTACIÓN DETECTORES DETECTOR:  Dispositivo que indica la existencia de un algún fenómeno físico. TRANSDUCTOR:  Tipo especial de detector que convierte distintas magnitudes físicas o químicas (luz, pH, temperatura,...) en señales eléctricas (voltaje, carga o corriente).
7.2. INSTRUMENTACIÓN DETECTORES PROPIEDADES DE LOS TRANSDUCTORES ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
7.2. INSTRUMENTACIÓN DETECTORES Detector ideal ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
7.2. INSTRUMENTACIÓN DETECTORES TIPOS DE TRANSDUCTORES ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
7.2. INSTRUMENTACIÓN PROCESADORES Y MEDIDORES DE SEÑAL ,[object Object],[object Object]
 
 
 
 
 
 
 
[object Object],[object Object]
 
 
 
DETECTORES DE FOTONES Actualmente , la forma más utilizada de transducción de la energía radiante en Espectrofotometría VIS-UV es mediante un detector de fotones  LOS DETECTORES DE FOTONES  SON DISPOSITIVOS QUE TRANSFORMAN LA ENERGIA RADIANTE EN UNA SEÑAL ELÉCTRICA 1.- Célula Fotovoltaica 2.- Fototubo 3.- Tubo Fotomultiplicador 4.- Fotodiodos Entre estos detectores están:
1.- Célula Fotovoltaica:   La energía radiante genera una corriente en la interfase entre un semiconductor  (ej. Se, Hg-Cd-Te) y un metal (Fe o Cu). Al incidir la radiación, el semiconductor se vuelve conductor. Se rompen los enlaces y se liberan  electrones y huecos positivos. Los electrones  migran hacia la película metálica y pasan al circuito externo para recombinarse con los huecos que migran hacia el metal base. Se crea una corriente cuya magnitud es proporcional al número de fotones que inciden.  Las células fotovoltaicas de Si se denominan  Células solares  y se utilizan como fuentes de potencia o baterías solares.  SEMICONDUCTOR RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA METAL BASE Ag SEMITRANSPARENTE e - e - e - + + + + Metal Base Ag DETECTORES DE FOTONES ,[object Object],[object Object]
2.- Fototubo:   La radiación causa una emisión de electrones de una superficie sólida fotosensible.Basado en el efecto fotoelectrico. DETECTORES DE FOTONES ,[object Object],[object Object],El material fotosensible del cátodo(ej.óxidos de metales alcalinos) emite electrones al ser irradiado. Debido al  voltaje aplicado entre los electrodos, los electrones se dirigen al ánodo, por el circuito fluye una corriente cuya intensidad es directamente proporcional a la intensidad de la radiación que la provoca.  Está constituido por un cátodo semicilíndrico y un ánodo de filamento en una ampolla de cuarzo o vidrio donde se ha hecho el vacío.Entre los electrodos se aplica un voltaje  e - Catodo Anodo e - e -
3.- Tubo fotomultiplicador:   Al ser iluminado el cátodo fotosensible se emite electrones que son acelerados por el campo eléctrico e inciden sobre varias superficies liberando una cascada de electrones secundarios, 10 6 - 10 7  electrones por cada fotón incidente.  DETECTORES DE FOTONES ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Constituido por un cátodo fotosensible (similar al fototubo) y un ánodo colector separados por una serie de electrodos positivos de MgO, GaP (entre 5-11), llamados  dínodos  (cada uno a un voltaje 90 V superior al anterior) que emiten de 2 a 5  electrones cuando son golpeados con electrones de suficiente energía.  Ventana  de cuarzo Dínodo 1 Dínodo 2 Dínodo 3 Fotocátodo Ánodo h 
4.- Fotodiodos de silicio:  La absorción de   la radiación electromagnética  aumentan la conductividad a través de una unión pn de polarización inversa. DETECTORES DE FOTONES ,[object Object],[object Object],La polarización inversa crea una capa de depleción que reduce casi a cero la conductividad del dispositivo. Sin embargo, cuando sobre esta zona de depleción incide la radiación, se forman en ella agujeros y electrones libres que dan lugar a un aumento de la conductividad y se crea una corriente eléctrica que es proporcional a la potencia radiante. –  electrones +  huecos Unión pn de polarización inversa

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Tema 7

  • 1. TEMA 7 COMPONENTES DE LOS INSTRUMENTOS ESPECTROSCÓPICOS
  • 2.
  • 3.
  • 4. COMPONENTES BASICOS DE UN ESPECTROMETRO Vis-UV 3 4 1 2 1 FUENTE DE RADIACIÓN o LÁMPARA SISTEMA ÓPTICO a) Sistema para dirigir la radiación b) Sistema de aislamiento de la longitud de onda 2 3 RECIPIENTE PARA LA MUESTRA ( GENERALMENTE LÍQUIDA ) 4 SISTEMA DE DETECCIÓN (TRANSDUCTOR DE LA RADIACIÓN) a) b)
  • 5. 7.1. INTRODUCCIÓN Componentes de varios tipos de instrumentos de espectroscopía óptica: (a) espectroscopía de emisión; (b) espectroscopía de absorción; (c) espectroscopía de fluorescencia y de dispersión. Espectroscopia de emisión Espectroscopia de absorción Espec. de fluorescencia
  • 6.
  • 7. 7.2. INSTRUMENTACIÓN Intervalos de onda que son transparentes los distintos materiales que utilizan para fabricar ventanas, lentes, recipientes de muestra y prismas de instrumentes espectroscópicos. TRANSMITANCIA DE MATERIALES
  • 8.
  • 9.
  • 10.
  • 11.
  • 12. 7.2. INSTRUMENTACIÓN SELECTORES DE LONGITUDES DE ONDA MONOCROMADORES
  • 13. LUZ C O L O R
  • 14.  
  • 15.
  • 16.
  • 17.  
  • 18. 7.2. INSTRUMENTACIÓN DETECTORES DETECTOR: Dispositivo que indica la existencia de un algún fenómeno físico. TRANSDUCTOR: Tipo especial de detector que convierte distintas magnitudes físicas o químicas (luz, pH, temperatura,...) en señales eléctricas (voltaje, carga o corriente).
  • 19.
  • 20.
  • 21.
  • 22.
  • 23.  
  • 24.  
  • 25.  
  • 26.  
  • 27.  
  • 28.  
  • 29.  
  • 30.
  • 31.  
  • 32.  
  • 33.  
  • 34. DETECTORES DE FOTONES Actualmente , la forma más utilizada de transducción de la energía radiante en Espectrofotometría VIS-UV es mediante un detector de fotones LOS DETECTORES DE FOTONES SON DISPOSITIVOS QUE TRANSFORMAN LA ENERGIA RADIANTE EN UNA SEÑAL ELÉCTRICA 1.- Célula Fotovoltaica 2.- Fototubo 3.- Tubo Fotomultiplicador 4.- Fotodiodos Entre estos detectores están:
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  • 36.
  • 37.
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