ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 31.08.2021
Просмотров: 574
Скачиваний: 1
1. Жарықты жуту және шашырату. Бугер Ламберт -Бер заңы.
Молекулалардың жарықты жұту қабілеттілігі медицина мен биологияда қолданатын спектрофотометрия әдісінің негізінде жатады. Бұл әдісті заттың химиялық құрылымын анықтау және сандық талдау өткізу үшін қолданады. Молекулалардың оптикалық және спектрофотометриялық қасиеттері олардың құрылымы тұралы мәлімет береді де молекуланың энергиялық деңгейлері арасындағы арақашықтығымен және бір деңгейден басқа деңгейге көшулердің ықтималдығымен анықталады
Бугер - Ламберт - Бэрдың заңы
Жарықтың жұтылуы зерттелетін объект арқылы жарықтын ағыны өткеннен кейін оның әлсізденуімен білінеді, егер де ол жоғары болса заттың концентрациясы оған сәйкес жоғары болады. Бугер-Ламберт-Бэрдың заңына сәйкес жұтатын заттың қабатынан өткен жарықтың қарқындылығы келесі түрде есептеледі:
[1]
мұнда Io - түсетін жарықтың қарқындылығы,
c - жұтатын заттың концентрациясы (моль/л)
ε- жұтудың молярлы коэффициенті (л/моль*см)
Жарық монохроматикалық болған кезде заң келесі түрде жазылады:
[2]
мұнда D - заттың оптикалық тығыздығы.
I0 және I - түсетін және шыққан жарықтардың қарқындылықтары;
T - үлгінің өткізуі;
С - жұтатын заттн концентрациясы (моль/л);
l - үлкінің қалындығы, см;
- экстинцияның молярлық коэффициенті, М-1см-1.
Бугер-Ламберт-Бэрдың заңы кейде орындалмайды. D-ның С-даң тәуелдгінін кейде сызықты түрден ауытқуы болуы мүмкін.
2.
Поляриметрия.
Меншікті
айналу, оптикалық белсенді заттардың
концентрациясын анықтау -
Жарық-бұл
өзара перпендикуляр векторлардың
электрлік және магнитті (Н) осциллдеуші
ағындардан (поле) тұрады..Поляризация
жазықтығы вектор жазықтығы (Е) анықталды.
Көбіне жарық көзі жарықты барлық
бағыттағы вектор Е бойынша шығарады.Жазық
поляризацияланған жарықты (мысалы,
поляроид немесе Николь призмасы) белгілі
жазықта жарықты өткізетін жарықтан
алады..Мысалы толқын ұзындығының төрттен
бірінде екі жазық поляризацияланған
толқындар біріктіріледі және олар өзара
перпендикуляр Е векторларына
ие.Толқындардың таралуы бойынша
нәтижелеуші вектор Е айналады,ал оның
ұшы спираль құрайды. Магнит алаңы үшін
дәл осындай таралу тән мұндай жарық
шеңбер бойынша полярицияланған деп
аталады, және қадағалаушы вектор Е-ні
жарық көзі арқылы көргенде вектор Е
шеңбер бойымен оңға қарай айналады.
Егер тең амплитудасы оң (R) және сол (L)
шеңберлі поляризацияларды енгізсе
жазық поляризацияланған жарық пайда
болады, себебі сур.3А көрсетілгендей
вектор Е бойынша олардың әрқайсысы
қосынды түзеді. Дәл осылай жазық
поляризацияланған жарық R және L
компоненттерге ажырауы мүмкін.Егер
шеңберлі поляризацияланған екі толқын
бірдей болмаса, вектор Е–ның нәтиже
соңы эллипсті сипаттайды, мұндай жарық
эллипстік
– поляризацияланған
деп аталады. Эллипстік поляризацияны
сипаттау үшін эллипстілік
θ параметерін
қолданады. θ бұл – үлкен және кіші
эллипс осьтерінің бұрыш жасайтын
қатынасы, яғни (сур. 3-Б) көрсетілгендей
.
Зат арқылы жарық өткен кезде электрлі
вектор Е толқындары атомдармен
әсерлеседі. Бұл әсерлесулер жарықтың
таралуын төмендетеді. Жарықтың тежелу
жылдамдығы сыну мен сыну көрсеткіші
n-мен сипатталады. n, ε-да толқын ұзындығынан
тәуелді, бұл тәуелділік молекулалардың
электрлік құрылысы мен геометриясымен
анықталады. Нәтижесінде жарық әсерлерінен,
жарық поляризацияланған болса да,
көптеген заттардан тек сыну және жарықты
жұту көрінеді.
3. Поляризациялық микроскопия – Бұл құрамында анизатропты элеменнтері бар препараттарды микроскопиялық зерттеу үшін полияризацияланған жарықты бақылау. Бұған көптеген минералдар балқымалардың шлифтик қалдығы мен өсімдіктің кейбір ұлпалары жатады. Бұл әдіс негізінде жарық полияризациясында бақыланатын микроскопиялық зерттелулер жүргізетін препарат және оптикалық анизатроптық элементтер. Оларға мысалы: көп минералдар, дән, кейбір жануарлардың, өсімдіктердің жасушалары (тканы) жатқызуға болады. Жарық жарықтаушадан полияризатор арқылы өтеді, сигнал берген соң полияризация өзгереді. Бұл өзгерістер анализатор және әр – түрлі оптикалық компенсатордың көмегімен анықталады. Қысқа
уақыт ішінде молекуланы анықтап береді.
4. призмалық спектроскоптың құрылысы және жұмыс жасау принципі. -
Мөлдір заттан үш қырлы призмада жүретін күрделі сәулелердің дисперсиясына негізделіп жасалған спектрлерді зерттеуге арналған құрал призмалық спектроскоп. Қарапайым құрал шыны призмасындағы жарық дисперсиясына негізделген спектранді зерттеу призмалық спектроскоп арқылы алынада.Спектроскоп келесі негізгі бөліктерден тұрады.
Коллиматор саңылауы жарық көзімен жарықтанырылады, оның спектрін зерттеу мақсатымыз.
Сыну призмасы П, онда сыну және жарық шоғырының таралуы жүреді..
Көру түтігі Т, онда объективтен О2 және Ок окуляр арқылы спектрді көруге болады.
Спектроскопте спектрдің түзілуі келесі жолмен болады. Әрбір спектроскоптың нүктесі жарық көзімен жарық талып, коллиматор объективіне сәуле жібереді, одан сәуле параллелді шоғыр болып шығады. Саңылау ортасынан сәуле шоғырын қарастырайық.. Объективтен шығып, параллелді шоғыр призманың П алдыңғы шегіне түседі. Сыну процесінен кейін шоғыр түрлі толқын ұзындығы бар параллелді монохроматтық шоғырларға бөлінеді. Сур.1 ондай екі сәуле түрі көрсетілген –мысалы,қызыл және күлгін.
5. Спектрофотометрдің негізгі блоктары және олардың қызметі - Спектрофотометр негізгі мынадай блоктардан тұрады (сур.2): жарық көзі (ЖК), монохроматор (М), өлшеуіш кюветалары (К1) және салыстыру кюветалары (К2), фотоқабылдағыш (Ф) және тіркегіш (индикатор) (Т).
(
И)
жарық көзі-жарық, монохроматор (М) жарық
көзінің керек спектр аймағын бөледі.
Бұл жарық арықарай өлшеуіш
кюветаларынан (К1) өтеді, өлшеуіш
кюветаларына зерттелетін ерітінді
қойылады, немесе еріткішпен толтырылған
салыстыру кюветаларынан (К2) өтеді
(бұл жағдайда К2 кюветасын К1 кюветасының
орнына қойылады). Кювета
арқылы өткен жарықты фотоқабылдағышпен
тіркейді, оның интенсивтілігін тіркегіш
немесе индикатор арқылы жазуға болады.
Индикатор ретінде тілдік приборды
қолдануға болады. Екі кюветаны қолдану
себебі еріткіште жарықты жұтудың
паразитарлы әсерлерін және кювета
қабырғаларынан көлеңкенің іздерін жою
үшін арналған.
6. Призмалық спектроскоптың құрылысын сипаттаңыз - Спектрлер алуға арналған құрылғы 2 түтікше призмалық спектроскоп деп аталады. Қарапайым призмалық спектроскоптың құрылысы штатифтен оған бекітілген бөлінген көлденең металл таған дөнгелек дискидан турады. Осы металл таған дискінің дәл ортасында призмалық спектроскоптың негізгі бөлігі бірдей қабырғалы 3 қырлы призма орналасқан ал металл таған дискинің жанында коллиматор мен көрү түтігі деп аталатын екі түтік болады. Көру түтігі астында винт орналасады осы винттің көмегімен көру түтігін қажетті бұрышқа орналастыруға болады. Коллиматордың бір жағында жарық көзі өтетін саңылауы бар екінші жағында призмадан өтетін сәулелерге қажетті параллел сәулелер шоғы болатын линза болады. Ол шоғырлар көру түтігінің объективинде фокальдық бас жазықтықта жинақталып әр бір саңылау кескініне сәйкес түс береді. Оны спекторлық жолақ деп атайды. Бұл жолақтар жиынтығы үлкейтілген түрде оккуляр арқылы байқалатын зерттеу спектри қалыптастырады. Фокальдік жазықтықта көздеу жолағы деп аталатын яғні спектрлы жолақты белгілеу үшін тігінен орналасқан металдық жіпше болады. Көру түтігін көлденең жазыққа ауыстыру бас бөлігінде 50 бөлігі бар Р микро винттың көмегімен жүзеге асады. Микро винтты жайлап айналдыру барысында көздеу жолағына әр бір спектр жолағын кезекпен келтіруге болады және микровинт шкаласының көрсеткішін белгілеуге болады.
7. Микропроекция және микрофотография – Микроскопиялық бейнелердің қалыптасуы адам қатысуымен жүреді. Кәдімгі микроскопта өз бетінше кішігірім бейнелерді құрай алмайды, алайда оларды фото түсіру микрофотография әдісі қолданылады. Бұны пайдалануда арнайы фотомасадка микроскопқа арналған. Өзінің фотокамерасы бар микроскоптың тубустағы окулярдың соңына қояды. Заттың сүреті фотопластинканың жазықтығына проекцияланады. Призмалы микроскоппен қамтамасыз етілген насадка түсіруге дайындық процессін бақылайды. Микроскопиялық бейнелердің экрандағы проекциясы микропроекция деп аталады. Микропроекция кезінде шын бейнені көру керек мұндай жағдайда микроскоп горизонталды бағытта қойылады және заты қатты жарық көзімен жарықталады.
8. Полярланған жарық, полияризация жазықтығы. - Белгілі бір бағытта тербелістің
амплитудасы басқа бағыттарға қарағанда үлкен
болатын болса мұндай толқындар поляризацияған толқын деп аталады. Поляризатор немесе поляризацияланған жарық кристалдар арқылы бір жазықтың бойымен таралуы Кристалдың аты –турмолин деп аталады. Бұл кристалл бір жағын өткізеді бұл кезде вертикаль болады ал бұрған кезде жарық сөнеді. Электр вектордың тербеліс бағыты мен сол тербелістер таралатын бағыт арқылы өтетін жазықтық (полияризацияланған жарықтың тербеліс жазықтығына перпендикуляр жазықтық ) – полияризациялану жазықтығы деп аталады. Егер жарық векторы тербелістері бір ғана жазықтықта болып жатса ондай жарық жазық полияризацияланған жарық деп аталады.
9. Қара алаң әдісі - Көрінбейтін абсорцияланбаған заттардың бейнесін алу үшін қара алаң әдісі қолданылады яғни қара алаң әдісімен көрінбейтін заттарды көруге болады Түскен жарықты конденсонның бағыттаушы айналары арқылы көретін арнайы конструкция Конденсор бірнеше линзалардан тұрады Ол жарықты сындырып бір шоғырға айналдырады Осы сынған яғни бір шоғырға жинақталған сәулелер арқылы объектіні көре аламыз Әдістің кемшіліктері заттардың мөлдір және мөлдір емес екенін улкен және кіші екенін анықтай аламыз. Жарықтаушыдан және айнаға бағытталған арнайы құрылымды конденсорлы препарат тұрады. Конденсор қара алаңда бірнеше ерекше пішінді линзалардан тұрады, преператты жарықтарда кейін өткенде объективке тімей өтеді. Сәуле конденсор арқылы өткенде зат және объектив ашық алаңда бақыланады. Микроскопта көрініс кішігірім сәуленің бөлігінің көмегімен микробөліктерге таралады, ол заттың шыныда препараттың ішкі конуста және өтіп кеткен объективтен тұрады. Қара алаң микроскопиясы Тиндельдың эффектісіне негізделген яғні заттарды ауада күннің сәулесімен әсер еткенде алады. Алаңда жарық элементтерді құрылыс препараттарының көріністері көрінеді, олар ортадан ерекшеленіп тұрады. Ал ірі бөліктерде тек жарық шеттері ғана көрінеді.
10. Жарық электромагниттік толқын. - Жарық электромагниттік толқын тәрізді жазықтықта пайда болады. Жарық бұл бір-біріне перпендикуляр электр және магниттік өрістердің бір мезгілде таралуы. Жарық дегеніміз жеке кванттар түрінде сәуле шығаратын және жұтатын электро магниттік толқындар. Жарықты электро магниттік толқындың бір түрі деп есептейміз себебі бір мезгілде тербелетін электр және магнит өрістерінің бағытталып толқын түрінде таралатын жиынтығы. Жарық толқынының негізгі сипаты тербеліс жиілігі. Жарық таралған кезде өзін электро магниттік толқын ал заттар мен әрекеттескенде бөлшектер ретінде ұстайды. Яғні осындан жарықтың кванттик теориясы қалыптасты. 19-ғасырдың ортасында ағылшын физигі Максвелл электро магниттік толқынның таралу жылдамдығы жарықтың таралу жылдамдығына тең екенін дәлелдеді. Жарық электро магниттиң толқынның дербес түрі. Бұдан кейін Максвелл жарықтың барлық толқындық қасиеттерін түсіндіретін жарықтың электро магниттік теориясын құрды. Жарық электро магниттік толқындар бір бірімен байланысқан айнымалы электр және магнит өрістерінің кезекпен өзгеруі.
11. Полияризациялық жарықта микро құрылымды зерттеу.
Полияризацияланған жарықта биологиялық объектілерін микоструктурасын зерттеуге болады. Егер жарықтың таралу бағытына бір осьтің бойынан полияризатор мен анализаторды орналастырып олардың арасына зерттелетін биологиялық объектілерді қойып зерттеу жүргізуге болады. Егер полияризатор жазықтығының анализатордың жазықтығы мен толық беттессе жарық анализатордан толық өтіп экранда жарық толқын қалпымен көрінеді.Анализаторды бұрған кезде экрандағы жазық біртіндеп азаяды. Анализаторды жарық синтезінің кемуі Брюстер заңымен анықталады. Полияризацияланған жарық әр түрлі биологиялық құрылымның анализаторлық оптикалық элементін зерттеу кезінде қолданылады. Анализатропия құбылысы бұлшықеттік жалғағыш ұлпаларда коллагендік және жүйке талшықтарында байқалады. Жарықтың анализатордан өтетін толқынның интенсивтилигінің келуін молюс заңымен анықтайды IA=In • cos kv альфа Молюс заңы.
12. Абсорбциялық спектрофотометрия принціпі.
Органикалық заттардың молекулалық құрамын зерттеу үшін абсорбциялық спектроскапияны қолданады. Ең алдымен зерттелетін затты суда ерітеді, өйткені ол өз бетімен спектрдың көру аймағында жұтылу спектрин бермейді. Абсорбциялық спектроскапияның көмегімен витаминдер мен гармондардың молекулалық құрамы белгілі болды. Абсорбциялық спектрофотометрияның көру аймағында және ультра күлгін аймақта сандық анықтау әдісі үшін қолдану заттың жарықта жұтылуының тұрақтылығына және түсетін жарықтың интенсивтілігіне кюветаның ұзындығы мен ерітіндінің концентрациясының тәуелсіз болуына негізделген. Абсорбциялық спектрофотометрияның тұрақты өлшеу аймағы 180 – 1100нм ол 3 спектр аймағын құрайды. Жақын ультра күлгін аймағы 180 – 380нм көрінетін 380 – 760нм және жақын инфра қызыл 760-1100нм жұтылу спектрлерін тіркеу және өлшеу үшін спектрофотометр деп аталатын құрал қолданады.
13. Корпускулярлық – толқындық дуализм. Жұтылу мен шашырау спектрінің шығуы.
Жарық шығару және жұтылу кезіндегі энергия hv-ге тең бөлшектер ағыны болып есептеледі дейлік олай болса сәуле шығару және жұтылу кезінде байқалатын жарықтың қасиеттері корпускулярлық бөлшек деп аталады. Жарық бөлшегінің өзі фотон немесе жарық кванты болып есептеледі. Сөйтіп фотоэлектр құбылысынан жарықтың корпускулярлық қасиеттері бар екендігі байқалады. Бөлшектер сияқты фотонның да белгілі энергиясының Е=hv порциясы бар. Салыстырмалы теориясына сәйкес энергия барлық уақытта масса мен мына қатыс арқылы Е=мс кв байланысты. Фотонның энергиясы болғандықтан оның массасы мына түрде анықталады. Ғалымдар жарықты бөлшектер ағыны деп түсіндірді. Аріне бул ньютонның корпускулярлық теориясына қайта оралу сияқты болып көрінеді. Бірақ интерференция дифракция құбылыстарында жарықтың толқындық қасиеттері білінсе фото электрлік құбылыста оның корпускулярлық қасиеттері білінеді. Сүйтіп жарықтың арі толқындық арі корпускулярлық қасиеттері болатындығын байқадық. Жұтылу мен шашырау спектринің шығуы барлық спектрлер негізгі екі бөлікке бөлінеді шығару және жұтылу. Олардың ар қайсысы үздіксіз жолақ және сызықтық спектрге бөлінеді. Жарық және түсті сызықтар немесе жолақтардан тұратын спектрлар шығару спектрлары деп аталады. Олар заттар өте қатты қызған немесе электрондардың соққыларынан пайда болады. Сызықтың спектр белгілі бір толқын ұзындығында ғана болатын спектрлар. Жолақ спектр топтасып келетін сызықтардан тұрады. Берілген мөлдір ортадан тікелей өтетін ақ жарықтың тұтас спектринде құралатын қара сызықтар жиынтығы жұтылу спектри деп аталады.
14. ақұыздардың және нуклеин қышқылдарының жұтылу спектрлері оларға тән толқын ұзындықтары.
Нуклеин қышқылдары тек ультра күлгін аймағында жұта алады ( 180-220 және 240-280нм) олардың храмафорлары пуринді немесе пиримидинді негіздер. Ақуыздар 3 түрлі хромафор тобын құрайды. өздік пептідті топ амин қышқылдарының бүйірлік топтары простетикалық алғашқы екеуі тек ультра күлгін аймағын жұтады ал көру аймағында керісінше. Пептидті топтар 190нм аймағында жұтады. 3 араматты қышқылдардың бүйірлік топтары триптофан терозин фенил аланин дәл осылай жұтады және жұтылу денгейі күштірек. Простетикалық топтар (гемоглабиндегі гем және т.б хромофорлар кіреді) У.К және көріну аймағын да жұта алады. Олар ақуыздарға тус береді. Гемоглабиннің жұту спектри максимумді көру аймағына (400 және 525-580нм) және инфра қызыл аймағына тән. Оттегі қосып алған гемоглабиннің жұту спектри түзу сызықпен ал боз гемоглабин көк сызық пен ерекшеленеді. Сондықтан спектрдің көмегімен адамнің қанындағы оттегі мөлшерін өлшеуге болады.