На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Флуоресценция

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 26.08.2012. Сдан: 2011. Страниц: 11. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


 
Федеральное агентство морского и речного транспорта РФ
МОРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ
имени адмирала Г.И. Невельского 

Гуманитарный  институт
 
Морского  физико-технического института 
 
 
 
 

Курсовая  работа по  флуоресценции   
 
 
 
 

                                                                       Выполнил: Демиденко А. А.,
                        студент 20.31 группы
                    Руководитель: Майор А. Ю.  
                     
                     
                     
                     
                     
                     

Владивосток
2010
Оглавление.
    Введение.
    Глава 1 – основы спектроскопии.
      Диаграмма Яблонского.
      Характеристики испускания флуоресценции.
      Стоксов сдвиг.
      Независимость спектра испускания от длины волны возбуждения.
      Правило зеркальной симметрии.
    Глава 2 – Технические составляющие.
      Фото - электронный умножитель.
      Электронно - оптический преобразователь.
      Приборы с зарядовой связью.
        Металл - окисел - полупроводник (МОП-ёмкость).
        Зарядовая связь.
        Сдвиговый регистр с зарядовой связью.
        Фоточувствительные приборы с зарядовой связью (ФПЗС).
    Глава 3 – Флуориметры.
      Проточный лазерный флуориметр.
      Малогабаритный ЛИФ спектрометр.

    Заключение.
    Список используемой литературы.
 
 
 
 
 
 
 
 
Введение 
 
 

    Решение проблем окружающей среды и рационального  использования природных ресурсов во многом зависит от разработки и  внедрения методов дистанционного экспресс-анализа малых примесей в атмосфере и воде. В естественных водных средах такими примесями являются биологическая связь, растворенные органические и минеральные вещества, многочисленные загрязнители. Большими возможностями в анализе примесей располагает лазерная спектроскопия, использующая комбинационное рассеивание света, флуоресцентный анализ.
    В настоящее время для оперативного мониторинга водных экосистем широко применяют оптические методы  позволяющие  определять концентрацию фитопланктона и других веществ. Наибольшее распространение получили спектральные методы. Особенно актуальными такие исследования стали после выявления прямой зависимости биологической продуктивности морей и океана от содержания в воде фитопланктона.
    Определение концентрации фитопланктона по оптическим характеристикам морской среды может выполняться пассивными и активными методами. Первый широко используют с применением авиа- и спутниковых носителей. Эти методы основаны на измерении яркости отражаемой от поверхности воды солнечной энергии в широком диапазоне длин волн. Они позволяют собирать масштабные данные о поверхности водной среды, но имеют существенные ограничения: малое пространственное разрешение и невозможность измерения глубинных профилей. Использование пассивных методов ограничивается их не высокой точностью, что обусловлено сильным влиянием состояния атмосферы в месте проведения измерений.
    Активные методы основаны на облучении воды лазерным лучом и регистрации спектра флуоресценции. Различают лидарные, прокачиваемые и погружные флуориметры.   Самыми оптимальными являются проточные флуориметры, которые обладают высокой точностью и большим пространственным разрешением. 
 

 

     Глава: 1
                                        
    Основы  спектроскопии. 

   Люминесценция- испускание фотонов из электронно-возбужденных состояний – делится на два типа в зависимости от природы основного и возбужденного состояния. В синглетном возбужденном состоянии электрон на энергетически более высокой орбитали и второй электрон на орбитали с более низкой энергией имеют противоположную ориентацию спинов. Говорят, что эти электроны спарены. В триплетном состоянии эти электроны не спарены, т.е. их спины имеют одинаковую ориентацию. При возвращении электрона из возбужденного сингнетного состояния в основное ориентация его спина не должна меняться.  Изменение ориентации спина необходимо при переходе из триплетного состояния в синглетное основное состояние.
   Флуоресценция- это испускание, происходящее при  возвращении спаренного электрона на более низкую орбиталь. Такие переходы квантовомеханически “разрешимы”, а типичные величины скоростей испускания для них~108 с-1. Высокие значения скорости испускания приводят к временам затухания флуоресценции 108 с(10 нс). Время жизни- это средний период времени, в течение которого флуорофор находится в возбужденном состоянии. Фосфоресценция- это испускание, происходящее при переходе между состояниями различной мультиплетности, как правило из возбужденного триплетного состояния в синглетное основное. Такие переходы не разрешены, и константы скорости испускания малы. Типичный диапазон времени затухания фосфоресценции — от миллисекунд до секунд, что главным образом зависит от вклада других процессов дезактивации.
   Флуоресцентные спектральные данные обычно представляют в виде спектров испускания. Спектр испускания флуоресценции - это зависимость интенсивности флуоресценции от длин волн (в нанометрах) или волновых чисел (в см-1). Два типичных спектра испускания флуоресценции приведены. Спектры испускания сильно изменяются и зависят как от химической структуры флуорофора, так и от растворителя, в котором флуорофор рас творен. Спектры некоторых соединений, таких, как перилен, имеют четкую структуры, обусловленную отдельными колебательными уровнями энергии основного и возбужденного состояний. Другие состояния, такие, как хинин, имеют спектры без колебательной структуры. 

  1.1. Диаграмма Яблонского
     Поглощение и испускание света хорошо иллюстрирует диаграмма уровней энергии, предложенная Яблонским. Основное, первое и второе электронные состояния обозначают S0; S1; S2 соответственно (рис. 1.а). Каждый из этих уровней энергии может состоять из множества колебательных энергетических уровней, обозначаемых 0, 1, 2 и т. д. Переходы между различными электронными уровнями обозначены вертикальными линиями. Такое представление используется, чтобы наглядно
    

            
    РИС.1.а Диаграмма Яблонского. 

    

    Рис. 1.б Диаграмма Яблонского. 

    Показать мгновенную природу поглощения света. Этот процесс происхо-дит примерно за 10-18с, время, слишком короткое для заметного смещения ядер(принцип Франка- Кондона).
   Энергетическая щель между различными колебательными уровнями энергии видна из спектра испускания перилена. Относительное число молекул перилена, находящихся в колебательных состояниях 0 и 1, описывается распределением Больцмана.
     1.2 Характеристики испускания флуоресценции 

    Для явления флуоресценции известно несколько основных характеристик. Существуют и исключения, но они редки. Если какая-либо из нижеперечисленных характеристик отсутствует у данного флуорофора, можно сделать вывод о некоторых особых свойствах этого соединения.
     
    1.3. Стоксов сдвиг 

   Рис. 2. Источником ультрафиолетового возбуждения служил солнечный свет, пропущенный через пластинку из голубого стекла. Перед приемником в качестве желтого фильтра стоял стакан с вином. Флуоресценция хинина лежит в области 450 нм и поэтому хорошо заметна невооруженным глазом. В настоящее время для определения величины стоксова сдвига используют другие методы.
   Потери энергии между возбуждением и испусканием неизменно наблюдаются для флуоресцирующих молекул в растворах. Одной из основных причин возникновения стоксова сдвига является быстрая релаксация на нижний колебательный уровень состояния S1. К тому же обычно происходит переход
    
 

    РИС. 2. Схема первой установки для обнаружения стоксова сдвига. 

на возбужденные колебательные уровни состояния S0(см. рис. 1), что приводит к дополнительной потере колебательной энергии. Вдобавок к этому стоксов сдвиг может быть еще более увеличен благодаря влияниям растворителя на флуорофоры к реакциям в возбужденных состояниях. В газовой фазе у атомов и молекул не всегда имеется стоксов сдвиг. Испускание без сдвига наблюдают тогда, когда концентрации газа достаточно малы для того, чтобы возбужденные молекулы не претерпевали столкновений с другими молекулами до процесса испускания. Такие столкновения приводят к релаксации. В жидкой фазе процессы соударения происходят непрерывно. 

1.4. Независимость спектра испускания от длины волны возбуждения 

   Спектр испускания флуоресценции обычно не зависит от длины волны возбуждения. При возбуждении на высшие электронные и колебательные уровни избыток энергии быстро расходуется, переводя флуорофор на самый нижний колебательный уровень состояния S1. Эта релаксации происходит за время порядка 10-12с и является, по-видимому, результатом сильного перекрывания множества состояний с примерно равными энергиями. Благодаря такой быстрой релаксации длина волны возбуждения обычно не влияет на спектр испускания. Существуют исключения (например азулен), когда испускание может происходить как из S2, так и из S1- состояния. Кроме того, возбуждение на красном крае спектра поглощения часто ведет к сдвигу флуоресценции в длинноволновую область. Этот сдвиг обусловлен тем, что возбуждение на красном краю спектра избирательно возможно для тех флуорофоров, которые наиболее сильно взаимодействуют с растворителем. 

   1.5. Правило зеркальной симметрии 

     Обычно спектр испускания флуоресценции представляет собой зеркальное отражение спектра поглощения, точнее, того поглощения, которое соответствует переходу из S0 в S1. Это особенно наглядно в случае перилена. Симметричная природа этих спектров определяется тем, что и поглощение, и испускание обусловлены одними и теми же переходами, а также сходством колебательных энергетических уровней состоянии S0 и S1. Для многих молекул различное распределение электронов в состояниях S0 и S1, существенно не влияет на эти уровни энергии. Согласно принципу Франка - Кондона, все электронные переходы происходят без изменения межъядерного расстояния. В результате, если данная вероятность перехода (фактор Франка — Кондона) между нулевым и вторым колебательными уровнями максимальна при поглощении, соответствующий переход будет наиболее вероятен также и в испускании (рис 3). 
 
 


РИС. 3 Правило зеркальной симметрии и факторы Франка-Кондона 
 
 

Глава: 2  

Технические составляющие. 

2.1-Фото Электронный Умножитель
Фотоэлектронным умножителем называют электровакуумный прибор, преобразующей энергию оптического излучения в электрические сигналы и содержащий фотокатод , вторично-электронный умножитель и анод. От вакуумного фотоэлемента ФЭУ отличается тем, что кроме фотокатода и анода содержит ещё фокусирующую  электронно-оптическую систему, диафрагму и дополнительные электроды (диноды), являющиеся эмиттерами вторичных электронов. ( рис. 4)
При освещении  фотокатод 1 эмитирует первичные  фотоэлектроны, которые ускоряются электрическим полем и фокусируются электронно-оптической системой 2 на первый динод Э1, вызывая его увеличенную вторичную электронную эмиссию. Вторичные электроны, вылетевшие из первого динода, ускоряются электрическим полем и направляются на второй динод Э2 , увеличенный поток электронов со второго динода направляется на третий и т.д.
Электрическое поле, ускоряющее электроны, создаётся  делителем постоянного напряжения, обеспечивающим больший положительный потенциал каждого последующего каскада относительно предыдущего  R1 – R11 .
Пространство  образуемое поверхностями фотокатода 1 и первого динода Э1 с расположенными между ними электродами, котодной (входной) камерой ФЭУ  Форма и распределение электрического потенциала на поверхности фотокатода фокусирующего электрода 2 и диафрагмы 3 должны обеспечить максимальный сбор фотоэлектронов на первый динод за счёт использования законов движения электронов электрическом поле. Качество электронно-оптической системы катодной камеры определяется коэффициентом сбора электронов Yk (отношением числа фотоэлектронов, достигших первого динода, к общему числу эмитированных фотокатодом электронов nk ) . Коэффициент сбора электронов у современных ФЭУ близок к единице.
   Первичные  фотоэлектроны, попадая на первый  динод, взаимодействуют с электронами  его вещества  и возбуждают  их до более высоких энергетических состояний. Часть электронов перемещается к границе динода с вакуумом. Электроды, которые достигают поверхности с энергией, превышающей поверхностный потенциальный барьер, переходя в вакуум и ускоряются электрическим полем в направлении ко второму диноду.

Рис.4 Устройство ФЭУ со схемой его питания 
 
 

2.2-Электронно Оптический Преобразователь 
 


Рис 5
1-входное  окно 
2-Защитная плёнка
3- Микроканальная пластина (МКП)
4-Фосфорный экран
5-выходное  окно
Принцип действия хорошо иллюстрирует рис. 5. Попадая в канал, электрон испытывает соударения со стенкой и выбивает вторичные электроны. В тянущем электрическом поле этот процесс многократно повторяется, позволяя получить коэффициент усиления Nх104
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.