Medição da temperatura por métodos de luminescência Escola de Física 2010 Medição da temperatura por métodos de luminescência

Objectivos Calcular o tempo de vida dum composto de Ruténio utilizando o método da fluorometria de fase; Medir temperatura através de métodos de luminescência;

Sumário Objectivos Teoria da luminescência Fluorometria de fase Montagem experimental Medição de temperatura Termómetro digital

Luminescência

Espectros de emissão Laser (λ= 470 nm)

Espectros de emissão Ruténio (λ= 615 nm)

Fluorescência vs Fosforescência t ~100 ns Fosforescência t ~ 1μs Tempo de vida

Decaimento exponencial Decaimento aleatório para o estado de equilíbrio: cada molécula emite 1 fotão 0.2 0.4 0.6 0.8 1 500 1000 time, ps I(t) t=1/e=37% However, emission is a random process and few molecules emit their photon at precisely t = t. Each excited fluorophore molecule has the same probability of emitting in a given period of time, resulting in an exponential decay of the excited state population, Moléculas excitadas com um flash instantâneo

Fluorescência do Ruténio

Fluorometria de fase 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.

Montagem Experimental Laser espelho

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 Y multimode fiber was used

Tempo de vida do Ruténio (26.0 °C) Frequência (kHZ) Amplitude (V) Desvio (V) Fase (º) Desvio de fase (º) Diferença de fase entre a referência e o ruténio (º) Tangente da diferença de fase 50 0.022581 0.000258 -162.6279 0.173592 -14.7382 -0.04187 58 0.018441 0.000176 -166.1232 0.319327 -17.7506 -0.05095 66 0.014674 5.95E-05 -172.7952 0.321647 -23.1202 -0.06795 74 0.011947 7.88E-05 -1.395264 0.37436 -28.5732 -0.08668 82 0.010328 0.000106 -8.946716 0.565052 -32.2982 -0.10061 98 0.009447 7.00E-05 -16.18286 0.46516 -36.5048 -0.11779 90 0.009182 5.32E-05 -15.39514 0.52457 -33.2996 -0.10454 106 0.008591 0.000115 -17.89233 6.404721 -31.7774 -0.09859

Tempo de vida do Ruténio (26.0 ºC) Tempo de vida do Ruténio: 1.68 μs

Calibração do Peltier

Tempo de vida do Ruténio a diferentes temperaturas Tempo de Vida (26.0ºC): 1.68 μs Tempo de Vida (35.0ºC): 1.42 μs Tempo de Vida (43.5ºC): 1.11 μs

Tempo de vida do Ruténio a diferentes temperaturas

Sensibilidade: 0.54º de fase por 1ºC Resolução: 1.54ºC

Fase em função da temperatura

Edição do programa

Temperatura em função do tempo

Aplicações

Fim Projecto realizado por: Monitor: César Maule Cátia Costa Rui Azevedo Vicky Cabirta Wilson Silva Monitor: César Maule