Pagina 2 van 2 EersteEerste 12
Weergegeven resultaten: 21 t/m 22 van 22
  1. #21
    Member
    Lid sinds
    26/01/06
    Locatie
    Varsenare
    Berichten
    1.644
    iTrader
    0
    Het principe van vlamfotometrie is dat de atomen licht uitzenden van hun eigen karakteristieke golflengte. Dit kan alleen maar door deze atomen serieus te verwarmen in een plasmaveld of in een erg hete vlam (>3000K). Dit licht wordt dan gemeten met een spectrofotometer die ingesteld staat op de golflengte van het uitgezonden licht.
    Bij AAS gaan de atomen hun eigen golflengte absorberen. dit gebeurt via de holle kathode lamp. Een dom voorbeeld is de Na-lamp die je langs de autostrade vindt. Deze lamp bevat dus Na en waneer dat Na verwarmd wordt, gaat de Na+ licht uitzenden en zelfs beginnen te ioniseren. Dat Na+ licht kan geabsorbeerd worden door Na-atomen in een oplossing bv. Ook hiervan is de absorbantie een maat voor de concentratie.
    Een aangeslagen ion is een ion die te veel energie heeft om het zo te zeggen en dat soort ionen zenden licht uit.

  2. #22
    Member wlibaers's schermafbeelding
    Lid sinds
    18/07/02
    Berichten
    2.517
    iTrader
    0
    Citaat Oorspronkelijk geplaatst door Fighting Hobbit
    Mja, ik ondervind weer maar eens de gevolgen van drie jaar slechte leerkrachten voor chemie... (het enige wat ik echt kan van chemie is (organische) koolstofchemie)
    Tja, ik ben er al een tijdje weg, maar zelfs met goede leerkrachten is het nog steeds een feit dat de leerplannen niet in echt grote hoeveelheden scheikunde voorzien. Die energieniveau's zijn trouwen quantummechanica, en dat zit er zeker niet bij.

    Nu, als je weet dat de laagste energietoestanden stabieler zijn, en dus de hoogste populatie zullen hebben. Elektronen in een hogere energietoestand hebben de neiging spontaan terug te vallen naar een lagere (maar niet altijd snel).

    Dat moet je trouwens ook weten om de werking van een laser te begrijpen. Neem om te beginnen een systeem met twee energieniveau's, E1 en E2. Je hebt drie overgangen waarbij licht betrokken is die hier van belang zijn.

    Absorptie: foton + E1 -> E2
    Spontane emissie: E2 -> foton + E1
    Gestimuleerde emissie: foton + E2 -> 2x foton + E1

    Er zijn ook niet-radiatieve overgangen, maar die zijn hier niet zo relevant (al zijn ze voor de werking van echte lasers wel van belang). We veronderstellen ook dat alle fotonen de juiste energie hebben voor de overgangen.

    De gestimuleerde emissie is van het grootste belang, omdat je uit een foton een extra foton krijgt dat in fase is met het eerste en dezelfde energie heeft, en dezelfde richting uitgaat (wat de laser zijn speciale eigenschappen geeft).

    Door absorptie van licht kan je de hogere energietoestand E2 gaan opvullen door het te verlichten. In een twee-niveau systeem levert dit nooit een laser op. Neem een materiaal dat verlicht wordt. Stel dat het aantal atomen in energietoestand E1 gegeven is door nE1, idem voor nE2. Wat zijn dan de kansen dat bovenstaande overgangen gebeuren?

    Absorptie: B*S*nE1
    Gestimuleerde emissie: B*S*nE2
    Spontane emissie: A*nE2

    A en B zijn de EinsteincoŽfficiŽnten voor absorptie, gestimuleerde emissie en spontane emissie (die voor absorptie en gestimuleerde emissie zijn gelijk, daarom hetzelfde symbool). S is de stralingsdichtheid in het materiaal dat belicht wordt.

    Onder normale omstandigheden krijg je weinig gestimuleerde emissie, omdat de stralingsdichtheid laag is, en nE2 ook. Absorptie en spontane emissie domineren. Wat als je S zeer hoog maakt?
    - Meer absorptie, dus nE2 zal stijgen, nE1 zal dalen.
    - nE2 groter, dus meer spontane en gestimuleerde emissie.
    - Gestimuleerde emissie neemt sneller toe dan spontane, want zowel S als nE2 zijn groter, twee dingen dus die toenemen voor gestimuleerde emissie, terwijl spontane emissie geen voordeel haalt uit de grotere S.

    Maar in dit systeem zal nE1 altijd groter blijven dan nE2. Waarom? Wel, stel even dat je geen spontane emissie hebt. Dan blijven er nog twee processen over.
    Absorptie: B*S*nE1
    Gestimuleerde emissie: B*S*nE2
    Je begint met alles in de grondtoestand, niets in E2. Eerst heb je alleen absorptie. Daardoor neemt nE2 toe, en wint gestimuleerde emissie aan belang. Uiteindelijk bereik je een evenwicht waarbij nE1 = nE2 en de twee processen elkaar in evenwicht houden. Dat betekent ook dat het materiaal transparant wordt (want doorgaand licht maakt even veel kans geabsorbeerd te worden als versterkt te worden door gestimuleerde emissie).

    In de praktijk heb je natuurlijk wel spontane emissie, dus een extra proces dat de populatie van E2 vermindert, en zal nE1 > nE2.

    Je kan zo'n twee-niveau systeem dus wel bijna transparant maken (als je tenminste een materiaal hebt dat niet vernietigd wordt door de hoge intensiteit), maar het zal doorgaand licht niet versterken. Daarvoor heb je minstens 3 niveau's nodig, zodat je een populatie-inversie kan krijgen. (en vier is beter)

    Eens je inversie bereikt zal binnenkomend licht meer versterkt worden dan geabsorbeerd. Dan is nog de vraag hoe je de laser opstart als je populatie-inversie hebt. Twee mogelijkheden: je gebruikt een bundel licht van de gewenste golflengte als startsignaal, of je wacht tot de laser spontaan op gang komt door spontane emissie die dan versterkt wordt. Problemen: dat spontane emissie willekeurige richtingen uitgaat, en ook wat kan afwijken van de gewenste golflengte. Oplossing: ontwerp de lasercaviteit zo dat de versterking optimaal is voor de gewenste richting en golflengte, terwijl je ervoor zorgt dat er meer verlies optreedt bij fotonen met ongewenste eigenschappen.

    Voor sommige toepassingen zijn onregelmatigheden niet zo erg en laat men meerdere lijnen toe, CO2 lasers die men gebruikt voor het snijden van materialen bijvoorbeeld werken bij meerdere golflengten tegelijk. Die laser is dan niet monochromatisch, maar dat maakt voor die toepassing niets uit. Ook pompt men niet altijd optisch, elektrisch of zelfs chemisch pompen kan ook.

    Toepassing voor HeNe lasers:
    http://www.kineticbooks.com/physics/...One/24/sp.html
    http://lasershandbook.net/tubes/index.html

Pagina 2 van 2 EersteEerste 12

Discussie informatie

Users Browsing this Thread

Op dit moment bekijken 1 gebruikers deze discussie. (0 leden en 1 gasten)

Regels voor berichten

  • Je mag geen nieuwe discussies starten
  • Je mag niet reageren op berichten
  • Je mag geen bijlagen versturen
  • Je mag niet je berichten bewerken
  •