QUANG SINH học (lý SINH SLIDE)

Chương IV: QUANG SINH HỌC Nội dung Bản chất ánh sáng 2 Bản chất sóng ánh sáng Bản chất hạt ánh sáng Huỳnh quang & Lân quang Khái niệm Đại cương tượng huỳnh quang Các yếu tố ảnh hưởng đến huỳnh quang Bản chất sóng ánh sáng Theo MaxWell, ánh sáng nhìn thấy sóng điện từ, đặc trưng vectơ cường độ điện trường E vectơ từ y trường (cảm ứng) B   0 E = E0 cos( t + ) = E0cos (t - ) v  0 H = H0 cos( t + ) = H0cos (t -  ) y v Bản chất sóng ánh sáng Các véctor E & H có phương vuông góc với vuông góc với phương truyền sóng v  sóng ngang Trong chân không vận tốc C = 300.000 km/s = 3.108 m/s Bản chất sóng ánh sáng Quang phổ ánh sáng nhìn thấy gồm màu chính: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm,tím  Mỗi xạ đơn sắc có tần số  ( ), bước sóng màu sắc xác Cha Và định Tím Lam Lục Cam Đỏ øm 400420 420490 ng 490500 500575 575590 590620 620760 Hiệu ứng quang điện Hertz phát 1887 Stoletov & Hallwash 1888 Hiệu ứng quang điện ngoài: Hiện tượng electron (điện tử) bị bật khỏi bề mặt kim loại chiếuxạ ánh  sáng có bước sóng (hay tần số ) thích hợp Hiệu ứng quang điện Hiệu ứng quang điện trong: Xãy với chất bán dẫn Khi chiếu ánh sáng có bước sóng thích hợp electron liên kết yếu trở thành electron tự chuyển động chất bán dẫn  độ dẫn điện tăng lên + electron bị bật khỏi bề mặt kim loại gọi electron quang điện = quang electron Các định luật quang điện Định luật giới hạn quang điện: Hiệu ứng quang điện xãy  �bước 0 ( )sóng ánh sáng kích thích gọi ngưỡng quang điện kim  �laø  (  ) 0 loại Các định luật quang điện Định luật dòng quang điện bảo hòa: Ibh ~ IAS => Ibh = IAS  Định luật động cực đại ban1 đầu: m max  = h2 - A0 Thuyết lượng tử ánh sáng Einstein Ánh sáng chùm hạt vô nhỏ bé: Phôton = lượng tử ánh sáng Mỗi Phôton có lượng tỉ lệ với tần số hc xạ tương ứng   h   h = 6.625.10-34j.s: số planck c = 3.108m/s: vận tốc ánh sáng chân không 10 2.a Định nghĩa Vavilốp  Phân loại: Huỳnh quang: Fluoreseine Lân quang: Phosphor  Cơ chế  Sự phụ thuộc thời gian kéo dài phát quang vào nhiệt độ t IHQ = I0e ( thời gian phát  quang trung bình) 16 2.a Định nghĩa Vavilốp I0 e I I0 cường độ phát quang lúc ngừng kích thích t  10 1 109 s LQ:  phụ thuộc vào nhiệt độ… 17 2.b Cơ chế tượng lân quang huỳnh quang W  we  wdd  wq �we  wdd we  wdd  wq  Trạng thái kích thích: S1 10-1 chuyển mức giao động 10-1  S1  S0 : HQ :10  S1  T1  T0 : LQ : > 10 Sự phân bố electron trạng thái kích thích : W đ N  N 0e  kT 18 2.b Cơ chế tượng lân quang huỳnh quang Các dạng chuyển lượng kT: S0 xạ  Sự chuyển sang nhiệt không S�  Dẫn truyền lượng phân T1 tử  Sử dụng phản ứng quang hóa  Sự dịch chuyển xạ: lân quang huỳnh quang Sự phân bố electron trạng thái kích thích : 19 2.c Các chất huỳnh quang – lân quang      Chất huỳnh quang: lỏng & khí Chất lân quang: chất rắn Các chất hữu có nối đơi ln hợp số nối đơi nhiều, số vịng ngưng tụ nhiều phát quang mạnh (liên kết  ) Hydro bon thơm dẫn chất Axitamin thơm: thyroxin, phemylamin Protein, AND Phần lớn vitamin Hóc môn 20 3.a Bước sóng ánh sáng  Vật chất hấp thu lọc lựa ánh sáng tạo nên phổ hấp thu, tương ứng chúng có khả phát xạ mà chúng hấp thu, nên chúng cũng21 tạo phổ hùynh quang có 3.a Bước sóng ánh sáng   Đường cong phổ huỳnh quang: IHQ = f Imax }(KT ) IHQ = f }(HQ ) max  Định luật Stokes:  Định luật Lépsin: HQ  HT  HQ   HT 20  HT  HQ � HT   HQ  2( HT  0 ) 22 3.a Bước sóng ánh sáng   Hiệu suất phát quang lượng tử: Tổngsốph ôtonHQ N HQ   Tổngsốph ôtonHấpt hu N HT  Hiệu suất phát quang: WHQ  HT H  WHT  HT 23 3.a Bước sóng ánh sáng   Định luật Vavilốp: Hiệu suất phát quang lượng tử không phụ thuộc vào bước sóng (  ) hay tần số ( ) ánh sáng Hiệu suất phát quang H tăng tỷ lệ với bước sóng ánh sáng kích thích cho tối đa giá trị  giảm đột ngột tới không 24 3.b Nồng độ phát quang C Các dung dịch chất phát quang nồng độ C cao cường độ phát quang mạnh Nó hệ định luật Lambert Beer I = Io10-C = Ioe-2,3C IHT = Io – I = Io (1 – e-2,3C ) = Io  - (1 – 2,3 C ) ] = 2,3IoC IHQ = HTHT = 2,3IoHC Với: I HQ a.C a 2,3I oH 25 3.c Các yếu tố ảnh hưởng khác  pH  Tạp chất  Nhiệt độ 26 3.d Sự tắt phát quang  Các chất không phát quang yếu tố gọi tắt phát quang  H, chất lạ, nhiệt độ…  Đáng ý tắt phát quang nồng độ chất HQ gây 27 3.d Sự tắt phát quang  Cường độ phát HQ tăng nồng độ chất HQ tăng Song C vượt giá trị giới hạn Co làm cường độ phát HQ giảm đột ngột tới  Hiện tượng tắt phát quang nồng độ Lý do: Khi C tăng  mật độ phân tử tăng  xác suất va chạm phân tử chuyển động tăng lên Chúng truyền phần lượng kích thích cho phân tử khác mà không kịp xạ lượng dạng phoâton (HQ) 28 3.e Ứng dụng hùynh quang – Lân quang  Định tính  Định lượng Độ nhạy 10-9 – 10-12 29 Trình bày Phùng Thị Sinh Đại Học Y Dược Thành Phố Hồ Chí Minh Email: ptsinh.yds.edu.vn -30 ... loại gọi electron quang điện = quang electron Các định luật quang điện Định luật giới hạn quang điện: Hiệu ứng quang điện xãy  �bước 0 ( )sóng ánh sáng kích thích gọi ngưỡng quang điện kim ... Phosphorescence) = Luminescence Quang phát quang Sự phát xạ điện tử (= phát quang) tác dụng ánh sáng 15 2.a Định nghĩa Vavilốp  Phân loại: Huỳnh quang: Fluoreseine Lân quang: Phosphor  Cơ chế ... tượng lân quang huỳnh quang Các dạng chuyển lượng kT: S0 xạ  Sự chuyển sang nhiệt không S�  Dẫn truyền lượng phân T1 tử  Sử dụng phản ứng quang hóa  Sự dịch chuyển xạ: lân quang huỳnh quang Sự