تاریخچه ی:
افزایش یونیزاسیون با لیزر
تفاوت با نگارش: 1
- | __افزایش یونیزاسیون با لیزر (LEI)__ |
+ |
/> dir align=left> />{img src=img/daneshnameh_up/f/ff/LAZER.JPG}
|
| !دید کلی | | !دید کلی |
- | در ((طیف سنجی اتمی)) به منظور برانگیختن و ((یونیزاسیون|یونیزاسیون اتم)) از منابع گرمایی مانند شعله ، ((پلاسما)) و ((کوره گرمایی|کوره)) استفاده میشود. توانایی چنین منابعی بستگی به پتانسیل یونیزاسیون اتم دارد. در یک ((شعله)) با دمای {TEX()} {2500 \circk} {TEX} که در هر ثانیه بیش از {TEX()} {10^9} {TEX} برخورد اتفاق میافتد. احتمال یونیزاسیون برای اتمها و مولکولها در هر برخورد با توجه به __((معادله آرنیوس))__ و با در نظرگرفتن این نکته که پتانسیل یونیزاسیون برابر با انرژی تراز اتمی یا مولکولی باشد و مقدار KT برابر با 0.2ev باشد احتمال یونیزاسیون نزدیک به یک میباشد.
با افزایش هر ((الکترون ولت)) اختلاف بین دو ((تراز انرژی)) (Ej و Ei) ، احتمال یونیزاسیون صد برابر کاهش مییابد. برانگیختن اتمها به تراز بالاتر سرعت یونیزاسیون را افزایش میدهد و این همان کاریست که تکنیک ( LEI ) انجام میدهد. {TEX()} {\begin{Bmatrix}درجه حرارت مطلق = T ((ثابت بولتزمن)) = k انرژی تراز اتمی یا مولکولی = E_i پتانسیل یونیزاسیون = E_i & exp[-\left(E_i-E_j\right)\over KT] = احتمال یونیزاسیون معادله آرنیوس} {TEX} |
+ | در __~~green:طیف سنجی اتمی~~__ ، بهمنظور برانگیختن و یونیزاسیون اتم ، از منابع گرمایی مانند شعله ، پلاسما و کوره استفاده میشود. توانایی چنین منابعی بستگی به پتانسیل یونیزاسیون اتم دارد. در یک ((شعله)) با دمای {TEX()} {2500 \circk} {TEX} ، در هر ثانیه بیش از {TEX()} {10^9} {TEX} برخورد اتفاق میافتد. احتمال یونیزاسیون برای ((اتم|اتمها)) و ((مولکول|مولکولها)) در هر برخورد با توجه به __معادله آرنیوس__ و با در نظرگرفتن این نکته که پتانسیل یونیزاسیون برابر با انرژی تراز اتمی یا مولکولی باشد و مقدار __KT__ برابر با __0.2ev__ باشد، احتمال یونیزاسیون نزدیک به یک میباشد.
با افزایش هر الکترونولت ، اختلاف بین دو تراز انرژی ( __Ej__ و __Ei__ ) ، احتمال یونیزاسیون صد برابر کاهش مییابد. برانگیختن اتمها به تراز بالاتر ، سرعت یونیزاسیون را افزایش میدهد و این همان کاریست که تکنیک ( LEI ) انجام میدهد.
{TEX()} {exp\left[\frac{-\left(E_i-E_j\right)}{KT}\right]} {TEX}
|
__=__ |
__ احتمال یونیزاسیون__ |
__معادله آرنیوس__ |
درجه حرارت مطلق = T | />ثابت بولتزمن = k | />انرژی تراز اتمی یا مولکولی = Ej | />پتانسیل یونیزاسیون= Eitd>r />tr>r /> /> |
|
| !تکنیک افزایش یونیزاسیون با لیزر (LEI) | | !تکنیک افزایش یونیزاسیون با لیزر (LEI) |
- | در تکنیک LEI معمولا از چهار روش برای برانگیختن اتمها به تراز بالا استفاده میشود که این روشها عبارتند از:
|
+ | در تکنیک LEI ، معمولا از چهار روش برای برانگیختن اتمها به تراز بالا استفاده میشود که این روشها عبارتند از:
|
| #__غیر رزونانسی__ | | #__غیر رزونانسی__ |
| #__غیر رزونانسی مرحلهای__ | | #__غیر رزونانسی مرحلهای__ |
| #__رزونانسی__ | | #__رزونانسی__ |
| #__مرحلهای__
| | #__مرحلهای__
|
- | در روشهای ~~green:غیررزونانسی~~ و ~~green:غیررزونانسی مرحلهای~~ عمل برانگیختن از ((تراز پایه)) انجام نمیشود بلکه از یک حالت برانگیخته اولیه صورت میگیرد و از این نظر با روشهای رزونانسی و مرحلهای تفاوت دارد. روشهای غیررزونانسی زمانی کاربرد دارند که اولین ((برانگیختگی اتم|تراز برانگیخته)) نزدیک به تراز پایه باشد. روشهای مرحلهای برای عناصر با ((انرژی یونش|پتانسیل یونش)) بالا ، حساسیت زیادتری نشان میدهند. |
+ | در روشهای ~~green:غیررزونانسی~~ و ~~green:غیررزونانسی مرحلهای~~ ، عمل برانگیختن از تراز پایه انجام نمیشود، بلکه از یک حالت برانگیخته اولیه صورت میگیرد و از این نظر با روشهای رزونانسی و مرحلهای تفاوت دارد. روشهای غیررزونانس زمانی کاربرد دارند که اولین تراز برانگیخته ، نزدیک به تراز پایه باشد. روشهای مرحلهای برای عناصر با ((انرژی یونش|پتانسیل یونش)) بالا ، حساسیت زیادتری نشان میدهند. |
| !آشکارسازی یونهای تولید شده | | !آشکارسازی یونهای تولید شده |
- | یونهای تولید شده با LEI با ایجاد ((میدان الکتریکی)) در شعله آشکار میگردند، جریان تولید شده متناسب با یونهای تولید شده در سانتیمتر مکعب و در یک ثانیه بوده که از جریان مستقیم مربوط به ((یونیزاسیون)) اجزا شعله قابل تشخیص است منبع لیزر معمولا به صورت ((لیزر پالسی)) میباشد و اگر از ((لیزر پیوسته کار)) استفاده شود با یک برشگر قطع و وصل میشود. علامتی که در ((آشکارساز)) تولید میشود بطور خطی با غلظت عنصری که بطور رزونانسی در شعله برانگیخته شده است، تغییر میکند. |
+ | یونهای تولید شده با LEI با ایجاد میدان الکتریکی در شعله آشکار میگردند. جریان تولید شده متناسب با یونهای تولید شده در سانتمتر مکعب و در یک ثانیه میباشد که از جریان مستقیم مربوط به یونیزاسیون اجزاء شعله قابل تشخیص است. منبع ((شیمی لیزر|لیزر)) معمولا بهصورت __لیزر پالسی__ میباشد و اگر از __لیزر پیوستهکار__ استفاده شود، با یک برشگر قطع و وصل میشود.
علامتی که در آشکارساز تولید میشود، بطور خطی با غلظت عنصری که بطور رزونانسی در شعله برانگیخته شده است، تغییر میکند.
{img src=img/daneshnameh_up/c/c6/LAZERC.JPG} />
|
| !مزایای روش افزایش یونیزاسیون با لیزر | | !مزایای روش افزایش یونیزاسیون با لیزر |
- | در این روش چون از یک منبع لیزری برای ((برانگیختگی اتم|برانگیختن اتم)) استفاده میشود و در ضمن به علت اینکه فقط اتمهای برانگیخته شده یونیزه میگردند ((قعده گزینش دوقطب|گزینش پذیری)) بالا میباشد. مزیت دیگر این روش قابل تنظیم بودن منبع نوری مییاشد و از طرفی چون علائم بوجود آمده به ((انرژی پتانسیل)) عنصر مورد اندازه گیری و نیز به ترازهای انرژی آن بستگی دارد، لذا همپوشانی طیفی عناصر ، کمتر از سایر روشهای ((طیف سنجی اتمی)) میباشد و این خود باعث افزایش گزینش پذیری میشود. اجزایی که در طیف سنجی شعله ایجاد مزاحمت میکنند در اینجا به دلیل پتانسیل یونیزاسیبون بالا ، دخالتی ندارند. |
+ | در این روش ، چون از یک منبع لیزری برای برانگیختن اتم استفاده میشود و در ضمن به علت اینکه فقط اتمهای برانگیخته شده یونیزه میگردند گزینشپذیری ، بالا میباشد. مزیت دیگر این روش ، قابل تنظیم بودن منبع نوری میباشد و از طرفی چون علائم بوجود آمده به انرژی پتانسیل عنصر مورد اندازه گیری و نیز به ترازهای انرژی آن بستگی دارد، لذا همپوشانی طیفی عناصر ، کمتر از سایر روشهای طیف سنجی اتمی میباشد و این خود ، باعث افزایش گزینشپذیری میشود.
اجزایی که در طیفسنجی شعله ایجاد مزاحمت میکنند، در اینجا بدلیل پتانسیل یونیزاسیبون بالا ، دخالتی ندارند. |
| !نواقص تکنیک (LEI) | | !نواقص تکنیک (LEI) |
- | حد شناسایی این روش در حد تک ((اتم)) نمیباشد و در حال حاضر دانشمندان روی تکنیکهایی مطالعه میکنند که حد تشخیص این روش را به آشکارسازی یک اتم برساند. بعضی از عناصر که اکسیدهای پایداری تشکیل میدهند در این روش ایجاد مزاحمت میکنند. |
+ | حد شناسایی این روش در حد تک اتم نمیباشد و در حال حاضر دانشمندان روی تکنیکهایی مطالعه میکنند که حد تشخیص این روش را به آشکارسازی یک اتم برساند. بعضی از عناصر که اکسیدهای پایداری تشکیل میدهند، در این روش ایجاد مزاحمت میکنند. |
| !کاربرد | | !کاربرد |
- | بیشتر ((جدول تناوبی|عناصر جدول تناوبی)) در نمونههای محصول با استفاده از این روش تا حد نانوگرم در میلیلیتر شناسایی شدهاند. عناصری که ((انرژی یونش|پتانسیل یونیزاسیون)) آنها بالاتر از 2.9ev میباشد (مانند ((طلا))) حتی در مقادیر کمتر از 1 نانوگرم در میلیلیتر اندازه گیری شدهاند. |
+ | بیشتر ((جدول تناوبی|عناصر جدول تناوبی)) ، در نمونههای محصول با استفاده از این روش تا حد نانوگرم در میلیلیتر شناسایی شدهاند. عناصری که ((انرژی یونش|پتانسیل یونیزاسیون)) آنها بالاتر از __2.9ev__ میباشد، (مانند ((طلا))) ، حتی در مقادیر کمتر از 1 نانوگرم در میلیلیتر اندازه گیری شدهاند. |
| !مباحث مرتبط با عنوان | | !مباحث مرتبط با عنوان |
- | *((الکترون ولت)) |
+ | *((آشکارساز کروماتوگرافی گازی)) *((آنیون و کاتیون)) |
| *((انرژی یونش)) | | *((انرژی یونش)) |
| *((برانگیختگی اتم)) | | *((برانگیختگی اتم)) |
| *((تراز انرژی)) | | *((تراز انرژی)) |
| *((تراز پایه)) | | *((تراز پایه)) |
| *((شعله)) | | *((شعله)) |
| + | *((شیمی تجزیه دستگاهی)) |
| + | *((شیمی و لیزر)) |
| *((طیف سنج جرمی)) | | *((طیف سنج جرمی)) |
- | *((طیف سنجی اتمی)) | |
- | *((قاعده گزینش دوقطبی)) | |
- | *((لیزر)) | |
- | *((لیزر پالسی)) | |
- | *((لیزر پیوسته کار)) | |
- | *((معادله آرنیوس)) | |
- | *((یونیزاسیون)) | |