Post on 07-Apr-2020
LEZIONE 3SPETTROFOTOMETRIA
• SPETTROSCOPIA
• SPETTROMETRIA
• SPF
• FORS (Fiber Optics ReflectanceSpectroscopy)
• RS (Reflectance Spectroscopy ma anche Raman Spectroscopy !!! )
Tutti sinonimi
ASSORBANZA SPETTRALE
SCHEMATIZZAZIONE DEI LIVELLI ENERGETICI DEGLI ORBITALI
MOLECOLARI
0
0
0 P
PP
P
PA
A−
==
SPETTRO DI ASSORBMENTO AL VARIARE DELLA LUNGHEZZA D’ONDA
Spettro di assorbimento di un
colorante fucsia
LO SPETTRO E
LETTROMAGNETIC
O
380
nm
450
500
600
violetti
blu
verdi
gialli
aranci
rossi
10-11
10-10
10-9
10-8
10-7
10-6
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
110
102
103
lunghezza d’onda λ(m)
750 nm
3 µm
λ
6 µm
15 µm
IR
vicino
IR
medio
IR
lontano
IR
estremo
UV 190-380 NM
SPETTROFOTOMETRIA
IN ASSORBANZA:
-STRUMENTI DA LABORATORIO
-CAMPIONI SOLUBILI
-ANALISI INVASIVE E DISTRUTTIVE
IN RIFLETTANZA:
-STRUMENTI PORTATILI
-CAMPIONI SOLIDI
-ANALISI NON INVASIVE
LA LUCE ATTRAVERSA IL CAMPIONE =>
ANALISI QUANTITATIVA
LA LUCE VIENE RIFLESSA DALLA SUPERFICIE DEL
CAMPIONE ANALISI
QUALITATIVA
RADIAZIONE ASSORBITA E RADIAZIONE RIFLESSA
A + R =1
Per il principio di conservazione dell’energia la radiazione che non viene assorbita è riflessa indietro
0
0
P
PR
P
PA
R
A
=
=
Sorgente
Riflessione diffusa (o lambertiana)
Riflessione speculare(brillantezza)
Radiazione che ha interagito selettivamente
con l’oggetto: porta informazione sul colore
Radiazione che non ha interagito con l’oggetto:
porta informazione sull’illuminante
LA RIFLETTANZA E’ UNA PROPRIETA’FISICA DEGLI OGGETTI
Eriflessa
EincidenteR(λλλλ) =
RIFLETTANZA SPETTRALE
quantità di radiazione retrodiffusa da una superficie in dipendenza della lunghezza d’onda.
Spettro di riflettanza
400 450 500 550 600 650 700
Lunghezza d’onda (nanometri)
RIFLETTANZA
RadiometriaRadiometria: misura della radiazione elettromagnetica
FotometriaFotometria: misura della luce (radiazione visibile)
SpettroradiometriaSpettroradiometria: misura dell’energia della luce alle singole lunghezza d’onda
CLOROFILLA
CAROTENE
OSSIEMOGLOBINA
ESEMPI di molecole organiche con spettri caratteristici di assorbimento/riflessione nel visibile
SPETTRI DI LUCE EMESSA
FILAMENTO DI UNA LAMPADINA A INCANDESCENZA
LE PROPRIETA’
DI
ASSORBIMENTO
E DI EMISSIONE
A LIVELLO
ATOMICO SONO
LE STESSE
Misura dell’ energia riflessa per ogni λ rispetto a uno standard calibrato
Misura delle grandezze psico-fisiche della radiazione elettromagnetica visibile all’occhio umano
L’utilizzo del termine ’Luminoso’ si riferisce alla capacità percettiva dell’uomo e quindi alla radiazione visibile
GrandezzeRadiometriche
Filtro: Funzione di Luminosità Std CIE
Grandezze Fotometriche
La fotometria diventa una scienza moderna nel 1942 quando la CIEintroduce il concetto di risposta dell’occhio umano medio
SPETTRI ESTESI NEL VICINO IR (->2400 nm)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
400 800 1200 1600 2000 2400
lunghezza d'onda (nm)
trasm
itta
nza %
Azzurrite
Cinabro
Blu di smalto
SFERA INTEGRATRICE: RACCOGLIE TUTTA LA RADIAZIONE RIFLESSA DALLA SUPERFICIE MISURATA
STRUMENTAZIONE
RIVELATORE (MULTILEMENTO)
Luce
monocromatica
Scomposizione
luce bianca:
Newton 1666
CAMPIONE
SORGENTE DI RADIAZIONE
(UV – VIS – NIR)
SPETTROFOTOMETRO(analizza la radiazione proveniente dal campione)
STRUMENTAZIONE PORTATILE
FIBRA OTTICA
ALCUNI RISULTATI
• PIGMENTI PITTORICI
• CARATTERIZZAZIONE NEL VISIBILE 380-680 nm
• NIR (VICINO INFRAROSSO 680-1100nm) CARATTERIZZAZIONE SPETTRALE COMPONENTE INVISIBILE A OCCHIO NUDO