{"id":68822,"date":"2022-02-21T12:10:17","date_gmt":"2022-02-21T04:10:17","guid":{"rendered":"https:\/\/qvarz.com\/compreensao-dos-elementos-de-dispersao-da-luz-num-espectrometro-2\/"},"modified":"2022-02-21T12:10:57","modified_gmt":"2022-02-21T04:10:57","slug":"compreensao-dos-elementos-de-dispersao-da-luz-num-espectrometro-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/qvarz.com\/pt-pt\/compreensao-dos-elementos-de-dispersao-da-luz-num-espectrometro-2\/","title":{"rendered":"Compreens\u00e3o dos elementos de dispers\u00e3o da luz num espectr\u00f3metro"},"content":{"rendered":"\n
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\u00c9 um facto bem conhecido que a luz branca comum \u00e9 composta por uma mistura de diferentes comprimentos de onda ou cores. Todos conhecemos as diferentes cores do arco-\u00edris que s\u00e3o, de facto, cores diferentes, compostas por luz branca. A luz branca raramente \u00e9 usada como tal na an\u00e1lise espectrosc\u00f3pica embora a fonte de luz vis\u00edvel seja um componente comum de um espectr\u00f3metro UV \u2013 VIS. A luz branca n\u00e3o tratada desta fonte fornece pouca informa\u00e7\u00e3o \u00fatil sobre a composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica dos materiais.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Dispers\u00e3o da luz atrav\u00e9s do prisma<\/figcaption><\/figure><\/div>\n<\/div>\n\n

O que \u00e9 um Espectr\u00f3metro?<\/strong><\/h4>\n\n

Um espectr\u00f3metro \u00e9 um instrumento que \u00e9 usado para medir a varia\u00e7\u00e3o das caracter\u00edsticas f\u00edsicas sobre uma determinada gama, como a dispers\u00e3o da luz. Pode medir o espectro da rela\u00e7\u00e3o massa-carga num espectr\u00f3metro de massa, as diferentes frequ\u00eancias de resson\u00e2ncia nuclear num espectr\u00f3metro de RMN, ou a varia\u00e7\u00e3o da emiss\u00e3o e absor\u00e7\u00e3o da luz \u2013 com um comprimento de onda num espectr\u00f3metro \u00f3tico.<\/p>\n\n

O tipo mais comum de espectr\u00f3metro que \u00e9 usado para pesquisa \u00e9 \u00f3tico, como a dispers\u00e3o da luz atrav\u00e9s de um prisma. Se algu\u00e9m menciona “espectr\u00f3metro” sem adicionar uma qualifica\u00e7\u00e3o, normalmente refere-se a um espectr\u00f3metro \u00f3tico.<\/p>\n\n

Como funciona um espectr\u00f3metro \u00f3tico?<\/strong><\/h4>\n\n

O objetivo de um espectr\u00f3metro \u00f3tico, como um espectr\u00f3metro de prisma, \u00e9 medir a absor\u00e7\u00e3o, a dispers\u00e3o e o reflexo da radia\u00e7\u00e3o, juntamente com a emiss\u00e3o de radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica a partir de uma amostra; a emiss\u00e3o pode incluir fosforesc\u00eancia, fluoresc\u00eancia e eletroluminesc\u00eancia.<\/p>\n\n

A an\u00e1lise espectrosc\u00f3pica trata da observa\u00e7\u00e3o da radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica que se insere na regi\u00e3o \u00f3tica do espectro eletromagn\u00e9tico; isto inclui as luzes que se estendem dentro das regi\u00f5es vis\u00edveis, ultravioletas e de comprimento de onda infravermelhos de um espectro.<\/p>\n\n

Para obter a m\u00e1xima informa\u00e7\u00e3o, a emiss\u00e3o de luz ou a intera\u00e7\u00e3o devem ser indicadas como uma caracter\u00edstica geral e uma fun\u00e7\u00e3o normal do comprimento de onda. Se a sec\u00e7\u00e3o de comprimento de onda exata n\u00e3o for importante, pode optar por espectr\u00f3metros de baixo custo; aqui, os filtros \u00f3ticos isolar\u00e3o o comprimento de onda de acordo com a regi\u00e3o interessada. <\/p>\n\n

Se o comprimento de onda preciso for uma prioridade, voc\u00ea vai querer usar um elemento dispersivo que consegue separar a luz em um espectro de gera\u00e7\u00e3o e comprimentos de onda constituintes.<\/p>\n\n

Todos os espectr\u00f3metros modernos incluem a dispers\u00e3o da luz, \u00e9 uma grade de difra\u00e7\u00e3o que tem interfer\u00eancia destrutiva e construtiva. Estas interfer\u00eancias s\u00e3o usadas para separar a luz policrom\u00e1tica, espacialmente, na grelha.<\/p>\n\n

Um monocrom\u00e1tico \u00e9 uma unidade que \u00e9 utilizada para selecionar um comprimento de onda de luz espec\u00edfico a partir de uma fonte de luz policrom\u00e1tica; as grades de difra\u00e7\u00e3o s\u00e3o caracter\u00edsticas essenciais num monocromador. O monocromador roda a grelha de difra\u00e7\u00e3o para manipular e alterar o comprimento de onda de modo a que se alinhe e passe pela fenda de sa\u00edda. <\/p>\n\n

Todos os espectrofometros t\u00eam monocromadores de excita\u00e7\u00e3o, s\u00e3o utilizados para selecionar o comprimento de onda de sa\u00edda desejado para alcan\u00e7ar a amostra de fonte de luz branca. Os espectros s\u00e3o medidos alterando o sinal em fun\u00e7\u00e3o do comprimento de onda de excita\u00e7\u00e3o e digitalizando o monocromador.<\/p>\n\n

H\u00e1 duas abordagens usadas para detetar a luz emitida por uma amostra. A primeira abordagem inclui um monocromador de emiss\u00e3o, toma a fonte de luz a partir de uma amostra e o monocromador seleciona qual o comprimento de onda que atinge o detetor.<\/p>\n\n

A segunda abordagem inclui a dete\u00e7\u00e3o de um espectro de luz dispersa, simultaneamente; isto \u00e9 feito usando um detetor de matrizes, que \u00e9 chamado de espectr\u00f3grafo.<\/p>\n\n

Tipos de espectr\u00f3metros \u00f3ticos<\/strong><\/h3>\n\n

Depois de compreendermos o que \u00e9 um espectr\u00f3metro e o papel que desempenha na dispers\u00e3o da luz, podemos agora aprender sobre os v\u00e1rios tipos de espectr\u00f3metros, os seus desenhos b\u00e1sicos e os seus pap\u00e9is. Os tr\u00eas espectr\u00f3metros comuns incluem espectr\u00f3metros raman, espectrofluor\u00f3metros e espectrofot\u00f3metros.<\/p>\n\n

Espectr\u00f3metros Raman<\/strong><\/h4>\n\n

O espectr\u00f3metro Raman \u00e9 utilizado para a an\u00e1lise espectrosc\u00f3pica da luz a partir de uma amostra. A luz branca e a excita\u00e7\u00e3o do monocromador prisma s\u00e3o substitu\u00eddas por um laser; h\u00e1 duas raz\u00f5es para isto.<\/p>\n\n

Em primeiro lugar, “Raman” \u00e9 um efeito de dispers\u00e3o e a luz n\u00e3o \u00e9 absorvida pela amostra. Por isso, n\u00e3o precisar\u00e1 de uma fonte luminosa incapaz de banda larga para combinar com as caracter\u00edsticas de absor\u00e7\u00e3o. Em segundo lugar, o efeito Raman \u00e9 mais fraco do que a fluoresc\u00eancia e fontes que incluem um fluxo de fot\u00f5es elevado.<\/p>\n\n

Espectr\u00f3metro<\/strong><\/h4>\n\n

Isto tamb\u00e9m \u00e9 conhecido como Fluorescence\/Espectr\u00f3metro de Fotoluminesc\u00eancia e \u00e9 usado para medir a emiss\u00e3o de fluoresc\u00eancia de uma amostra. Existe uma conven\u00e7\u00e3o geral de que o espectrofluormetro \u00e9 um instrumento compacto de bancada e o seu tamanho \u00e9 semelhante ao espectrofot\u00f3metro. <\/p>\n\n

O lado da excita\u00e7\u00e3o desta unidade \u00e9 semelhante ao espectrofot\u00f3metro, o que significa que inclui uma fonte de luz branca e um monocromador de excita\u00e7\u00e3o. As l\u00e2mpadas de arco s\u00e3o usadas como fonte de luz porque tem uma alta gama de brilho que pode ser \u00fatil para medir qualquer emiss\u00e3o de fluoresc\u00eancia fraca.<\/p>\n\n

Espectrofot\u00f3metro<\/strong><\/h4>\n\n

Este termo pode ser usado para descrever uma variedade de ferramentas que s\u00e3o usadas para medir a luz, a defini\u00e7\u00e3o exata depende da \u00e1rea cient\u00edfica ou da ind\u00fastria. O termo ‘foto’ \u00e9 usado para o espectr\u00f3metro porque ajuda na medi\u00e7\u00e3o quantitativa da intensidade da luz com comprimento de onda. <\/p>\n\n

A medi\u00e7\u00e3o comum efetuada por este instrumento \u00e9 a medi\u00e7\u00e3o do espectro da amostra de absor\u00e7\u00e3o. \u00c9 aqui que ocorre a digitaliza\u00e7\u00e3o do monocromador de excita\u00e7\u00e3o, que tamb\u00e9m monitoriza a mudan\u00e7a na intensidade da luz quando transmitida atrav\u00e9s de uma amostra.<\/p>\n\n

Compreender a Dispers\u00e3o da Luz num Espectr\u00f3metro<\/strong><\/h4>\n\n

O feixe de luz branca tem de ser resolvido nos seus comprimentos de onda constituintes antes de poder fornecer informa\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas relevantes sobre a estrutura molecular e a composi\u00e7\u00e3o dos materiais. A propriedade b\u00e1sica da absorv\u00e2ncia m\u00e1xima em comprimentos de onda espec\u00edficos por diferentes entidades qu\u00edmicas \u00e9 a base da estimativa qu\u00edmica na an\u00e1lise laboratorial de rotina utilizando as t\u00e9cnicas r\u00e1pidas de an\u00e1lise espectrosc\u00f3pica \u00f3tica.<\/p>\n\n

Prismas<\/h4>\n\n

Um prisma \u00e9 um bloco triangular de vidro ou quartzo com superf\u00edcies polidas lisas que \u00e9 usada para dispersar o feixe de luz incidente em seus comprimentos ou cores de onda constituinte.<\/p>\n\n

O vidro absorve a luz na regi\u00e3o UV e n\u00e3o \u00e9 utilizado para estudos de absorv\u00e2ncia na gama de comprimentos de onda de cerca de 200 a 350 nm de comprimento de onda. Por outro lado, o quartzo pode ser utilizado tanto em regi\u00f5es UV como em regi\u00f5es vis\u00edveis. No entanto, embora os prismas ofere\u00e7am um meio de dispers\u00e3o a pre\u00e7os mais baixos, sofrem de dispers\u00e3o n\u00e3o linear em comprimentos de onda mais longos, ou seja, na extremidade superior da regi\u00e3o vis\u00edvel, digamos, de 600 a 800 nm e os comprimentos de onda dispersos parecem estar juntos.<\/p>\n\n

Grales<\/h4>\n\n

As grades s\u00e3o superf\u00edcies planas em que as ranhuras est\u00e3o gravadas e a dist\u00e2ncia entre as ranhuras gravadas ou as linhas s\u00e3o da ordem dos comprimentos de onda da luz a dispersar. As grades s\u00e3o mais caras do que prismas, mas oferecem vantagem, uma vez que a luz dispersa est\u00e1 livre de quaisquer distor\u00e7\u00f5es n\u00e3o lineares sobre os comprimentos de onda dispersos.<\/p>\n\n

Monocromador<\/h4>\n\n

Um monocromador \u00e9 um arranjo de elementos \u00f3ticos usados num espectr\u00f3metro para isolar as bandas de comprimento de onda desejadas para a realiza\u00e7\u00e3o de an\u00e1lises espectrosc\u00f3picas.<\/p>\n\n

A configura\u00e7\u00e3o monocrom\u00e1tica comumente usada tamb\u00e9m conhecida como Czerny-Turner ralar monocromador \u00e9 descrita brevemente. Os principais componentes compreendem:<\/p>\n\n

Entrada Slit \u2013<\/strong> a luz de banda larga da fonte luminosa \u00e9 colimada a um feixe estreito dependendo da largura da fenda de entrada que \u00e9 ent\u00e3o conduzida a um espelho c\u00f4ncava que reflete e espalha o feixe sobre a superf\u00edcie da grade.<\/p>\n\n

Ralar \u2013<\/strong> A grelha dispersa o feixe de incidentes nos seus comprimentos de onda constituintes. Uma grade fixa dispersa o feixe de incidente num padr\u00e3o definido. Por outro lado, a grelha pode ser girada sobre o seu eixo central para espalhar o padr\u00e3o de difra\u00e7\u00e3o para cobrir as bandas de comprimento de onda larga. O feixe disperso refletido \u00e9 levado ao segundo espelho c\u00f4ncava<\/p>\n\n

Sa\u00edda Slit \u2013<\/strong> a luz dispersa refletida atinge a fenda de sa\u00edda que est\u00e1 localizada no plano focal do segundo espelho c\u00f4ncava. A largura da fenda de sa\u00edda pode ser fixada ou pode ser variada para obter a intensidade aumentada da luz para determina\u00e7\u00f5es sens\u00edveis. No entanto, a largura da fenda de sa\u00edda precisa de ser otimizada para obter o melhor de uma intensidade de feixe mais elevada e, ao mesmo tempo, evitar a propaga\u00e7\u00e3o sobre a faixa de comprimentos de onda do feixe isolado.<\/p>\n\n

Para isolar a faixa de interesse do comprimento de onda e selecionar a largura ideal da fenda de sa\u00edda, \u00e9 sempre \u00fatil efetuar medi\u00e7\u00f5es de absorv\u00e2ncia experimental antes de efetuar as observa\u00e7\u00f5es finais em condi\u00e7\u00f5es \u00f3timas.<\/p>\n\n

Fonte<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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