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Physikalische Chemie für Fortgeschrittene - Laser in der Chemie - (SS 2013) PD Dr. Knut Asmis [email protected] Literatur: Physikalische Chemie, Atkins, Oxford, 2010 Gerthsen Physik, Vogel, Springer, 1999 Lasers in Chemistry, Ed. Lackner, Wiley -VCH 2008

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Literatur: Physikalische Chemie, Atkins, Oxford, 2010 Gerthsen Physik, Vogel, Springer, 1999

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Presentation Transcript


Literatur physikalische chemie atkins oxford 2010 gerthsen physik vogel springer 1999

Physikalische Chemie für Fortgeschrittene- Laser in der Chemie -(SS 2013)PD Dr. Knut [email protected]

Literatur:

Physikalische Chemie, Atkins, Oxford, 2010

Gerthsen Physik, Vogel, Springer, 1999

Lasers in Chemistry, Ed. Lackner, Wiley-VCH 2008

Biophysical Chemistry, Alan Cooper, RSC Publishing 2011


Zusammenfassung 21 5 2013

Zusammenfassung 21.5.2013

  • Laser (Fortsetzung)

  • - Einstein-Koeffizienten

  • Kohärenz

  • Laserspektroskopie

  • - Definition

  • Elektromagnetisches Spektrum

  • Molekulare Antennen

  • Absorptionsspektroskopie

  • Lambert-Beersches Gesetz


Bersicht 28 5 2013

Übersicht 28.5.2013

  • Absorptionsspektroskopie (Fortsetzung)

  • Detektionslimit (klassicher Aufbau)

  • Diodenlaser-Absorptionsspektroskopie (TDLAS)

  • Beispiele TDLAS

  • Cavity Ring-Down Spektroskopie (CRDS)

  • Wirkungsspektroskopie

  • Verhalten elektronisch-angeregter Zustände

  • radiative und nicht-radiative Prozesse

  • Laserindzuzierte Fluoreszenz (LIF)

  • Beispiele LIF


Direkte absorptionsmessung

Direkte Absorptionsmessung

Detektionslimit: Emin ≥ 10-3

a) Lichtquelle: UV/VIS Lampe, Globar (IR)

b) Laser (z.B. Farbstofflaser)

http://www.uni-bielefeld.de/chemie/lehre/basispc/media/Spektrometer/

http://www.techniklexikon.net/d/absorptionsspektroskopie/absorptionsspektroskopie.htm


Tunable diode laser absorption spectroscopy tdlas

Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS)

Detektionslimit: Emin ≥ 10-5

J. Hodgkinson, R.P. Tatam, Meas. Sci. Technol. 24 012004(2013).


Tunable diode laser absorption spectroscopy tdlas1

Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS)

typischer TDLAS –Aufbau zur kontaktlosen Verbrennungsdiagnostik

(http://www.metrolaserinc.com/tdlas.htm)


Tunable diode laser absorption spectroscopy tdlas2

Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS)

Detektionsgrenzen für atmosphärische Spezies

(Lasers in Chemistry, S.257)


Wavelength modulation spectroscopy

Wavelength Modulation Spectroscopy


Selektive nicht katalytische reduktion sncr

Selektive nicht-katalytische Reduktion (SNCR)


Literatur physikalische chemie atkins oxford 2010 gerthsen physik vogel springer 1999

http://ubm.opus.hbz-nrw.de/volltexte/2010/2415/pdf/doc.pdf


Cavity ring down spektroskopie crds

Cavity Ring-Down Spektroskopie (CRDS)

Die Abbildung zeigt einen experimentellen Aufbau zur Implementierung der CRDS, um Konzentrationen von Radikalen (hier: HCO) in Gegenstrom-Diffusionsflammen zu bestimmen.

http://rag.web.psi.ch/htdz/SFB_CRDS/CRD.htm


First crds absorption experiment

First CRDS absorption experiment

Rotationsaufgelöster

spin-verbotener Übergang

im molekularen Sauerstoff in

Luft!

Rev. Sci. Instrum. 59, 2544 (1988)


Verhalten elektronisch angeregter zust nde

Verhalten elektronisch-angeregter Zustände

  • radiative und nicht-radiative Prozesse

  • Absorption (Information über S1)

  • Fluoreszenz (Information über S0)

  • rot-verschobene Fluoreszenz

aus Atkins


Verhalten elektronisch angeregter zust nde1

Verhalten elektronisch-angeregter Zustände

Jablonski-Diagramm für Naphthalin

  • Fluoreszenz (~ns) vs. Phosporeszenz (>ms) Lebensdauer (Spin-Verbot, Spin-Bahn-Kopplung)

  • isoenergetischeProzese: interne Konversion (~ns-~ms) und Spinumkehr (ISC)

  • nicht isoenergetische Prozesse: Quenching

aus Atkins


Frank condon prinzip

Frank-Condon Prinzip

Edward Condon

1902-1974

amerikanischer Physiker

James Franck

1882-1964

deutsch-amerikanischer Physiker

Nobelpreis für Physik 1925 (Franck-Hertz Versuch)

Quelle: http://de.wikipedia.org


Verbrennungsgdiagnostik i

Verbrennungsgdiagnostik I

Photoelektronenvervielfacher

CCD Sensor (charge-coupleddevice)

unverbranntes

CH4+Luft (schwarz)

C. Schulz in Z. Phys. Chem. 219 (2005) 509-54.


Verbrennungsgdiagnostik ii

Verbrennungsgdiagnostik II


Lif thermometer no

LIF-Thermometer (NO)

NO (T ~ 300 K)

NO (T ~ 2000 K)

http://www.princeton.edu/cefrc/Files/2011%20Lecture%20Notes/Alden/Lecture-5-LIF.pdf


Lif thermometer metallatome

LIF-Thermometer (Metallatome)

http://www.princeton.edu/cefrc/Files/2011%20Lecture%20Notes/Alden/Lecture-5-LIF.pdf


Lif thermometer metallatome1

LIF-Thermometer (Metallatome)

http://www.princeton.edu/cefrc/Files/2011%20Lecture%20Notes/Alden/Lecture-5-LIF.pdf


Lif molekulare reaktionsdynamik

LIF: Molekulare Reaktionsdynamik

LIF einzelner Fluorescein Moleküle in Lösung

an einem Gitter gestreute LIF von I2 Dampf


Lif molekulare reaktionsdynamik1

LIF: Molekulare Reaktionsdynamik

Ba + HX  BaX + H

interne Energieverteilung der Reaktionsprodukte


Ende 21 5 13

Ende 21.5.13


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