medição da temperatura por métodos de luminescência escola de física 2010
TRANSCRIPT
![Page 1: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/1.jpg)
Medição da temperatura por
métodos de luminescência
Escola de Física 2010
![Page 2: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/2.jpg)
Objectivos
• Calcular o tempo de vida dum composto de Ruténio utilizando o método da fluorometria de fase;
• Medir temperatura através de métodos de luminescência;
![Page 3: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/3.jpg)
Sumário
• Objectivos• Teoria da luminescência• Fluorometria de fase• Montagem experimental• Medição de temperatura• Termómetro digital
![Page 4: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/4.jpg)
Luminescência
![Page 5: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/5.jpg)
Espectros de emissão
Laser (λ= 470 nm)
![Page 6: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/6.jpg)
Espectros de emissão
Ruténio (λ= 615 nm)
![Page 7: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/7.jpg)
Fluorescência vs Fosforescência
s0 s0
s1
s2
T1
T2
IC
ISCICISC
FLUORESCENCEABSORPTION PHOSPHORESCENCE
ABSORPTION FLUORESCENCE PHOSPHORESCENCE
s1s2s0 s0 s0s1 s0T1
(a)
(b)
Fluorescência t ~100 ns
Fosforescência t ~ 1μs
Tempo de Tempo de vidavida
![Page 8: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/8.jpg)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 500 1000
time, ps
I(t)
Decaimento exponencial
Moléculas excitadas com um flash instantâneo
Decaimento aleatório para o estado de equilíbrio:cada molécula emite 1 fotão
![Page 9: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/9.jpg)
Fluorescência do Ruténio
![Page 10: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/10.jpg)
Fluorometria de fase
dc
ac
DC
AC
Inte
nsity
Time
Excitation
Emission
M =AC/ DCac/ dc
m m0
=
Quando o material é estimulado por radiação de excitação, modulada sinusoidalmente, à resposta luminescente é também sinusoidal, possuindo a mesma frequência, mas uma modulação e uma fase relativa, que depende do tempo de vida do material.
tan 2 2
1
1m
![Page 11: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/11.jpg)
Montagem Experimental
Peltier
Control de tem peratura
Fotodetector
P C
Lock-in (T)
R(T)
Gerador de funções
Driver21 C
termopar
Filme luminescente
Laser
espelho
![Page 12: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/12.jpg)
Montagem Experimental
Diode Laser 473 nm
Emission filter (low pass, cut off 500 nm).)
Photodetector (PDA36A Thorlabs Inc.) 30 dB Ampl ,785 kHz BW
Spectrometro usb 4000
12
![Page 13: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/13.jpg)
Tempo de vida do Ruténio (26.0 °C)
tan
![Page 14: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/14.jpg)
Tempo de vida do Ruténio (26.0 ºC)
Tempo de vida do Ruténio: 1.68 μs
![Page 15: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/15.jpg)
Calibração do Peltier
![Page 16: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/16.jpg)
Tempo de vida do Ruténio a diferentes temperaturas
Tempo de Vida (26.0ºC): 1.68 μsTempo de Vida (35.0ºC): 1.42 μs Tempo de Vida (43.5ºC): 1.11 μs
tan
![Page 17: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/17.jpg)
Tempo de vida do Ruténio a diferentes temperaturas
![Page 18: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/18.jpg)
Sensibilidade: 0.54º de fase por 1ºCResolução: 1.54ºC
![Page 19: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/19.jpg)
Fase em função da temperatura
![Page 20: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/20.jpg)
Edição do programa
![Page 21: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/21.jpg)
Temperatura em função do tempo
![Page 22: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/22.jpg)
Aplicações
![Page 23: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/23.jpg)
![Page 24: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/24.jpg)
a
c
c
Guided rayLeaky ray
Acceptance cone
a
c
c
Guided rayLeaky ray
Acceptance cone
![Page 25: Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081422/552fc11a497959413d8c9690/html5/thumbnails/25.jpg)
Fim
• Projecto realizado por:– Cátia Costa– Rui Azevedo– Vicky Cabirta– Wilson Silva
• Monitor: César Maule