Spectroscopie
Samenvatting
,Les 1
Het mysterie licht
o Isaac Newton beschouwde licht als stroom van kleine lichtdeeltjes die
bewegen langs rechte lijnen. Deze kunnen van richting veranderen, door
bijv. botsing op een spiegelend oppervlak (terugkaatsing).
o Christiaan Huygens heeft veel bijgedragen aan de ontwikkeling van het
golfmodel: licht wordt voorgesteld als een cirkel – of bolvormige golf (zoals
die ook aan het wateroppervlak kan optreden).
o Dit golfmodel verklaart terugkaatsing en buiging/breking. Dit laatste kon
echter niet met het deeltjesmodel verklaard worden.
o Thomas Young liet zien dat lichtbundels elkaar kunnen uitdoven
(interferentie) → golfmodel gaf verklaring maar deeltjesmodel niet!
o James Clerk Maxwell bracht de golven in verband met elektrische en
magnetische verschijnselen → elektromagnetische golf
- Waarom straalt een zwart object dat verwarmd wordt (haardvuur,
gesmolten staal, gloeilamp, …) licht uit?
- Waarom kan een metalen oppervlak een elektron emitteren als er licht
opvalt? Dit heet het foto-elektrisch effect
Of foto-elektronen worden vrijgemaakt hangt af van de kleur (golflengte) van het
opvallende licht (dus van de frequentie en daardoor dus ook van de energie). Het
maakt niet uit of de lichtbron zwak of sterk is!
o Quantum-mechanica model combineert het deeltjesmodel met het
elektromagnetische golfmodel:
o Elektromagnetische straling heeft een duaal karakter: het bevat zowel
golfeigenschappen als deeltjeseigenschappen
Elektromagnetisch spectrum
o Het elektromagnetisch spectrum omvat vele typen elektromagnetische
straling.
o Zichtbaar licht is daar maar een klein stukje van.
, Eigenschappen elektromagnetische straling
o Golfkarakter van elektromagnetische straling
o Golflengte λ (lambda) met als eenheid …. m of μm of
nm of
o Frequentie ν (nu): aantal trillingen (golven) per
tijdseenheid met als eenheid: 1/s, s-1 of Hz
o c=v ⋅ λ v=c ÷ λ
o Lichtsnelheid c is 3,00 x 108 (m/s) (in vacuüms)
Energiepakketjes en licht
o Deeltjeskarakter van elektromagnetische straling
o Max Planck: materie kan energie in discrete hoeveelheden (quanta)
absorberen (opnemen) of emitteren (uitzenden)
o E=hv=h ⋅ c ÷ λ , met h = 6,626 x 10-34 (J.s)
o Orde van grootte absorptie/emissie van energie: hν, 2hν, 3hν enz.
o Albert Einstein’s uitbreiding op Planck’s theorie: straling bestaat uit een
stroom van deeltjes: energiepakketjes (fotonen) met energie ….
Invloed van elektromagnetische straling op moleculen
UV-VIS(ible) spectroscopie
o Welke golflengten worden toegepast in een UV-Vis spectrofotometer?
- UV: 200-400 (nm)
o maar het UV-gebied in het elektromagnetische spectrum is breder
- Visible: 400-800 (nm)
o Wet van Lambert-Beer: E=ε ⋅l⋅ c
- E= extinctie, dimensieloos
- ε = molaire extinctiecoëfficiënt, in l ⋅ mol −1 ⋅c m−1
- l= weglengte in cm
- c= concentratie in mol/l
o E=−10 log T , T =10−E
o Het Engelse Absorbance (A) moet vertaald worden als Absorbantie en is
hetzelfde als Extinctie (E)
o Absorptie is niet hetzelfde als absorbantie /
extinctie
o Bij UV-Vis spectroscopie nemen elektronen
de energie op van de straling en gaan
Samenvatting
,Les 1
Het mysterie licht
o Isaac Newton beschouwde licht als stroom van kleine lichtdeeltjes die
bewegen langs rechte lijnen. Deze kunnen van richting veranderen, door
bijv. botsing op een spiegelend oppervlak (terugkaatsing).
o Christiaan Huygens heeft veel bijgedragen aan de ontwikkeling van het
golfmodel: licht wordt voorgesteld als een cirkel – of bolvormige golf (zoals
die ook aan het wateroppervlak kan optreden).
o Dit golfmodel verklaart terugkaatsing en buiging/breking. Dit laatste kon
echter niet met het deeltjesmodel verklaard worden.
o Thomas Young liet zien dat lichtbundels elkaar kunnen uitdoven
(interferentie) → golfmodel gaf verklaring maar deeltjesmodel niet!
o James Clerk Maxwell bracht de golven in verband met elektrische en
magnetische verschijnselen → elektromagnetische golf
- Waarom straalt een zwart object dat verwarmd wordt (haardvuur,
gesmolten staal, gloeilamp, …) licht uit?
- Waarom kan een metalen oppervlak een elektron emitteren als er licht
opvalt? Dit heet het foto-elektrisch effect
Of foto-elektronen worden vrijgemaakt hangt af van de kleur (golflengte) van het
opvallende licht (dus van de frequentie en daardoor dus ook van de energie). Het
maakt niet uit of de lichtbron zwak of sterk is!
o Quantum-mechanica model combineert het deeltjesmodel met het
elektromagnetische golfmodel:
o Elektromagnetische straling heeft een duaal karakter: het bevat zowel
golfeigenschappen als deeltjeseigenschappen
Elektromagnetisch spectrum
o Het elektromagnetisch spectrum omvat vele typen elektromagnetische
straling.
o Zichtbaar licht is daar maar een klein stukje van.
, Eigenschappen elektromagnetische straling
o Golfkarakter van elektromagnetische straling
o Golflengte λ (lambda) met als eenheid …. m of μm of
nm of
o Frequentie ν (nu): aantal trillingen (golven) per
tijdseenheid met als eenheid: 1/s, s-1 of Hz
o c=v ⋅ λ v=c ÷ λ
o Lichtsnelheid c is 3,00 x 108 (m/s) (in vacuüms)
Energiepakketjes en licht
o Deeltjeskarakter van elektromagnetische straling
o Max Planck: materie kan energie in discrete hoeveelheden (quanta)
absorberen (opnemen) of emitteren (uitzenden)
o E=hv=h ⋅ c ÷ λ , met h = 6,626 x 10-34 (J.s)
o Orde van grootte absorptie/emissie van energie: hν, 2hν, 3hν enz.
o Albert Einstein’s uitbreiding op Planck’s theorie: straling bestaat uit een
stroom van deeltjes: energiepakketjes (fotonen) met energie ….
Invloed van elektromagnetische straling op moleculen
UV-VIS(ible) spectroscopie
o Welke golflengten worden toegepast in een UV-Vis spectrofotometer?
- UV: 200-400 (nm)
o maar het UV-gebied in het elektromagnetische spectrum is breder
- Visible: 400-800 (nm)
o Wet van Lambert-Beer: E=ε ⋅l⋅ c
- E= extinctie, dimensieloos
- ε = molaire extinctiecoëfficiënt, in l ⋅ mol −1 ⋅c m−1
- l= weglengte in cm
- c= concentratie in mol/l
o E=−10 log T , T =10−E
o Het Engelse Absorbance (A) moet vertaald worden als Absorbantie en is
hetzelfde als Extinctie (E)
o Absorptie is niet hetzelfde als absorbantie /
extinctie
o Bij UV-Vis spectroscopie nemen elektronen
de energie op van de straling en gaan
