Hoofdstuk 4: Fotometrie of spectrometrie
1. Algemeen fotometrie
Spectrometer = instrument dat gebruikt wordt om de transmissie of absorbantie te meten
er wordt nagegaan hoeveel licht wordt doorgelaten (transmissie) of hoeveel licht (energie)
wordt opgenomen (absorptie) door de oplossing (meestal in zichtbaar licht of UV, kan ook in
het infraroodgebied)
deze technieken verzameld onder de naam absorbantiespectrometrie (ook AAS)
2. Elektromagnetische straling
= voortplanten van elektrische en magnetische golven doorheen de ruimte tegen enorme snelheden (vb.
licht)
Elektromagnetisch golven = radiogolven, infrarood licht, zichtbaar licht, UV licht, röntgenstralen, gammastralen…
verschillen in frequentie van elkaar hoe sneller de golven op elkaar volgen, hoe hoger de frequentie
o frequentie bepaalt de soort, specifieke eigenschappen en toepassing van elektromagnetische
golven
Elektromagnetisch spectrum = geheel van elektromagnetische golven: omvat zowel ioniserende als niet-ioniserende
straling (naargelang frequentie en foto-energie)
zie p. 74
Golf en deeltjeskarakter van elektromagnetische straling of EMS
Golfkarakter van EMS
Golfverschijnsel: een elektrische en magnetische vector loodrecht op elkaar die zich voortbewegen met de
lichtsnelheid
De sinusoïdale golf wordt gekenmerkt door:
- Amplitude (A): max. grootte v/d golf (hoogte)
- Periode (T): tijd nodig om een volledige trilling te doorlopen
- Frequentie (f): aantal trillingen per seconde (Hz), gelijk aan 1/T
- Golflengte (λ): afstand die de golf aflegt in 1 trilling (golflengte bepaalt de kleur)
- Snelheid (c): afstand die de golf aflegt per seconde
o C=λxf
o In vacuüm is de snelheid van zichtbaar licht 3 x 10 tot de 8 e m/s
- Intensiteit (I): waarde die recht evenredig is met kwadraat v/d amplitude
Energiekarakter of deeltjeskarakter van EMS
Bepaalde eigenschappen van EMS zoals opname en afgifte kunnen niet verklaard worden door het
golfkarakter van de straling
EMS is opgebouwd uit energiepakketten of deeltjes met verschillende energie-inhouden = fotonen
Het deeltjes- en het golfkarakter worden aan elkaar gelinkt via de wet van Planck
h∗c
E=h∗v=
λ
Met h = constante van Planck = 6,62 x 10^34 J s
, Hoe kleiner de golflengte, hoe groter de energie
Energie van een foton is afhankelijk van de golflengte
Absorptie van straling
Als elektromagnetische straling op materie valt kan er interactie ontstaan tussen de straling en materie
ABSORPTIE = De stof kan een gedeelte of geheel v/d stralingsintensiteit opnemen, zodat de intensiteit v/d
straling is verkleind
absorptie is een selectief proces: enkel licht met die specifieke frequentie wordt geabsorbeerd
De interactie is afhankelijk v/h soort elektromagnetische straling die geabsorbeerd wordt.
Bij het visuele gebied worden bij de interactie de buitenste bindingselektronen geëxciteerd (= naar
een hoger energieniveau gebracht)
Molecule bezit verschillende elektronische energieniveaus zijn gekwantiseerd = slechts bepaalde
energiewaarden zijn toegelaten
Laagste energieniveau = grondtoestand
Bovenliggende niveaus = aangeslagen toestand
Absorptie kan nu enkel optreden als de molecule bestraald wordt met elektromagnetische straling
met de geschikte energie
Bv. E=h∗v=E 1−E 0
1e aangeslagen toestand van E0 (grondtoestand) is E1
o Bij de aborptie gaat een elektron uit de grondtoestand over naar de aangeslagen
toestand
Bij voldoende energie kan een overgang naar een hoger aangeslagen
toestand ook plaatsvinden
ABSORPTIE bundel straling die doorgelaten wordt is afgezwakt van intensiteit, dit door de opname
Absorptie is een selectief proces enkel licht met die specifieke frequentie of energie-inhoud wordt
geabsorbeerd
De overgang naar een hoger niveau gaat gepaard
met een bepaalde energie- inhoud.
De oranje peil gaat gepaard met een
sprong van 2 schillen, rode peil met
een spring van 1 schil door
verschillende energiehoeveelheid
De elektronen vallen nadien terug naar de grondtoestand opgenomen energie wordt vrijgegeven aan
de omgeving onder de vorm van warmte, licht of kinetische energie
In een molecule voeren atomen ook vibraties en rotaties uit, niet zo bij atomen
1. Algemeen fotometrie
Spectrometer = instrument dat gebruikt wordt om de transmissie of absorbantie te meten
er wordt nagegaan hoeveel licht wordt doorgelaten (transmissie) of hoeveel licht (energie)
wordt opgenomen (absorptie) door de oplossing (meestal in zichtbaar licht of UV, kan ook in
het infraroodgebied)
deze technieken verzameld onder de naam absorbantiespectrometrie (ook AAS)
2. Elektromagnetische straling
= voortplanten van elektrische en magnetische golven doorheen de ruimte tegen enorme snelheden (vb.
licht)
Elektromagnetisch golven = radiogolven, infrarood licht, zichtbaar licht, UV licht, röntgenstralen, gammastralen…
verschillen in frequentie van elkaar hoe sneller de golven op elkaar volgen, hoe hoger de frequentie
o frequentie bepaalt de soort, specifieke eigenschappen en toepassing van elektromagnetische
golven
Elektromagnetisch spectrum = geheel van elektromagnetische golven: omvat zowel ioniserende als niet-ioniserende
straling (naargelang frequentie en foto-energie)
zie p. 74
Golf en deeltjeskarakter van elektromagnetische straling of EMS
Golfkarakter van EMS
Golfverschijnsel: een elektrische en magnetische vector loodrecht op elkaar die zich voortbewegen met de
lichtsnelheid
De sinusoïdale golf wordt gekenmerkt door:
- Amplitude (A): max. grootte v/d golf (hoogte)
- Periode (T): tijd nodig om een volledige trilling te doorlopen
- Frequentie (f): aantal trillingen per seconde (Hz), gelijk aan 1/T
- Golflengte (λ): afstand die de golf aflegt in 1 trilling (golflengte bepaalt de kleur)
- Snelheid (c): afstand die de golf aflegt per seconde
o C=λxf
o In vacuüm is de snelheid van zichtbaar licht 3 x 10 tot de 8 e m/s
- Intensiteit (I): waarde die recht evenredig is met kwadraat v/d amplitude
Energiekarakter of deeltjeskarakter van EMS
Bepaalde eigenschappen van EMS zoals opname en afgifte kunnen niet verklaard worden door het
golfkarakter van de straling
EMS is opgebouwd uit energiepakketten of deeltjes met verschillende energie-inhouden = fotonen
Het deeltjes- en het golfkarakter worden aan elkaar gelinkt via de wet van Planck
h∗c
E=h∗v=
λ
Met h = constante van Planck = 6,62 x 10^34 J s
, Hoe kleiner de golflengte, hoe groter de energie
Energie van een foton is afhankelijk van de golflengte
Absorptie van straling
Als elektromagnetische straling op materie valt kan er interactie ontstaan tussen de straling en materie
ABSORPTIE = De stof kan een gedeelte of geheel v/d stralingsintensiteit opnemen, zodat de intensiteit v/d
straling is verkleind
absorptie is een selectief proces: enkel licht met die specifieke frequentie wordt geabsorbeerd
De interactie is afhankelijk v/h soort elektromagnetische straling die geabsorbeerd wordt.
Bij het visuele gebied worden bij de interactie de buitenste bindingselektronen geëxciteerd (= naar
een hoger energieniveau gebracht)
Molecule bezit verschillende elektronische energieniveaus zijn gekwantiseerd = slechts bepaalde
energiewaarden zijn toegelaten
Laagste energieniveau = grondtoestand
Bovenliggende niveaus = aangeslagen toestand
Absorptie kan nu enkel optreden als de molecule bestraald wordt met elektromagnetische straling
met de geschikte energie
Bv. E=h∗v=E 1−E 0
1e aangeslagen toestand van E0 (grondtoestand) is E1
o Bij de aborptie gaat een elektron uit de grondtoestand over naar de aangeslagen
toestand
Bij voldoende energie kan een overgang naar een hoger aangeslagen
toestand ook plaatsvinden
ABSORPTIE bundel straling die doorgelaten wordt is afgezwakt van intensiteit, dit door de opname
Absorptie is een selectief proces enkel licht met die specifieke frequentie of energie-inhoud wordt
geabsorbeerd
De overgang naar een hoger niveau gaat gepaard
met een bepaalde energie- inhoud.
De oranje peil gaat gepaard met een
sprong van 2 schillen, rode peil met
een spring van 1 schil door
verschillende energiehoeveelheid
De elektronen vallen nadien terug naar de grondtoestand opgenomen energie wordt vrijgegeven aan
de omgeving onder de vorm van warmte, licht of kinetische energie
In een molecule voeren atomen ook vibraties en rotaties uit, niet zo bij atomen
