دانلود بررسی طیف نگاری UV, FTIR, IR در فایل ورد (word)

طیف نگاری UV, FTIR, IR
موضوعات مورد بررسی در این سمینار، خصوصیات پرتوهای IR,UV و وسایل طیف نگاری است و همچنین كاربرد این پرتوها به عنوان آنالیز سطوح بر روی مواد می باشد.
فصل 1
1-1) خصوصیات و ویژگی های پرتو UV (وراء بنفش)
اشعه واراء بنفش بدسته ای از امواج الكترو مغناطیس اطلاق می شود كه پس از طیف مرئی قرار گرفته و طول موج آن بین A3900-1800 ( و یا 39/0 مو و  0144/0 مو) می باشد. این اشعه قابل رویت نیست ولی از روی خاصیت شیمیایی آن می توان به وجودش پی برد حد اخیر قرار دادی است چون بین اشعه وراء بنفش واشعه ایكس از لحاظ خواص فیزیكی حد فاصل مشخص و واضحی وجود ندارد.
طبق توصیه كنگره كپنهاك (سال 1932) اشعه UV را به سه منطقه تقسیم می كنند.
1-وراء بنفش با طول موج بلند یا وراء بنفش A-این اشعه بین طول موجهای 39/0 و 315/0 مو قرار دارند. نسبت این اشعه در نور آفتاب، قوس الكتریكی ذغال و چراغهای الكتریكی معمولی زیاد است. از نظر بیولوژیك تولید اریتم نمی كند مگر اینكه تابش شدید و طولانی باشد.
2- وراء بنفش با طول موج متوسط یاوراء بنفش B- كه بین طول موجهای 315/0 مو و 28/0 مو واقع شده اند. این اشعه در نور چراغ، بخار جیوه و قوس های الكتریكی با الكترودهای فلزی وجود دارد. تاثیر آنها در پوست شدید است و زودتر از وراء بنفش A، اریتم تولید می كند. پس از برطرف شدن اریتم، به علت پیگمانتاسیون شدید تا مدتی پوست تیره می ماند.
3-وراء بنفش با طول موج كوتاه و یا وراء بنفش C كه شامل طول موج های كوتاهتر از 28/0 مو می باشد و فقط درقوس الكتریكی جیوه وجود دارد. خواص شیمیایی آن خیلی شدید است ولی چون در طبقات سطحی پوست جذب می شود، اریتم و تیرگی پوست در آن خفیف است. اما اثر میكروب كشی آن (باكتریها و مخمرها و غیره) بسیار شدید می باشد.
جذب اشعه وراء بنفش- از شیشه معمولی فقط اشعه وراء بنفش A عبورمیكند در صنعت، شیشه هائی با تركیبات مخصوص می سازند كه تا طول موج 26/0 مو یعنی وراء بنفش A و B و قسمتی ازC نیز ازآنها می گذرد.
آب خالص برای اشعه وراء بنفش شفاف ترین مایعات است وطبقات نازك آن امواج بلندتر از 2/0 مو را از خود عبور می دهند
آلبومین ها بر حسب فرمول شیمیایی خود، طول موج‏های مختلفی را عبور می دهند و دارای نوارهای جذبی مخصوصی هستند كه به تركیب شیمیایی آنها بستگی دارد.
گازها معمولاً برای اشعه برای اشعه وراء بنفش شفاف هستند و طول موجهای بلندتر از 18/0 مو از طبقات نازك هوا بخوبی می گذرند.
اندازه گیری اشعه وراءبنفش
اساس اندازه گیری اشعه وراء بنفش متكی بر خواص فیزیكی و شیمیایی است.
اسباب هائیكه برای اندازه گیری اشعه وراء بنفش وجود داردكه اكتی نومتر (Actinomre) نامیده می شود و به سه دسته تقسیم می گردد.
1-پیل ترموالكتریك
2-اكتی نومتر فیزیكی
3-اكتی نومتر شیمیایی
1-    پیل ترمو الكتریك – اندازه گیری انرژی اشعه مانند اندازه گیری طیف مرئی واشعه زیر قرمز می باشد بدین معنی كه جسمی را كه كلیه اشعه را جذب می كند در معرض تابش اشعه قرار داده و حرارت حاصل را اندازه گیری می كنند.
در عمل این روش در پزشكی نتایج دقیق نمی دهد زیرا اغلب مقدار اشعه وارء بنفش  خیلی كم است درصورتیكه اثر بیولوژیكی آن از اشعه مرئی زیر قرمز زیادتر و مهمتر است. برای اینكه شدت اشعه وراءبنفش به تنهایی اندازه گیری شود كافی است كه ابتدا شدت تمام اشعه منبع نورانی را اندازه گیری نمود و سپس به كمك صافیهای مناسب كه كلیه اشعه وراء بنفش راجذب می نماید، اندازه گیری را تكراركرد. تفاضل این دو مقدار اشعه وراء بنفش را نشان می دهد.
2-اكتی نومتر فیزیكی – مهمترین این نوع اكتی نومترها، سلول فوتو الكتریك است كه تشكیل شده از یك حباب از جنس كوارتز كه به خوبی تخلیه شده است و شامل دو الكترود می باشد. كاتد تشكیل شده از یك رسوب فلزی نازك كه جدار داخلی حباب به غیر از قسمت كوچكی را كه برای ورود نور است می پوشاند. آند در داخل حباب بوده و از یك  حلقه فلزی ساخته شده است. هر گاه بین دو الكترود اختلاف سطحی در حدود صد ولت برقرار نماییم به شرطی كه قطب منفی به رسوب فلزی متصل باشد، و سلول در تاریكی باشد جریانی نمی گذرد ولی اگر به رسوب نور بتابانیم از آن الكترود جدا شده و جریانی كه شدت آن متناسب با شدت نورتابنده است برقرار می شود. بایاد دانست كه شدت این جریان معمولاً خیلی كم است (در حدود میكرو آمپر) و باید آنرا بوسیله لامپ های سه قطبی تقویت نمود.
برای افزایش حساسیت سلول داخل آنرا از گاز بی اثری با فشار كم پر می كنند حساسیت سلول فوتو الكتریك بستگی به جنس فلز داخل حباب كه مورد تابش نور قرار می گیرد، دارد.
امروزه كادمیوم بیش از همه فلزات در اكتی نومترهای بیولوژیك به كار می رود  زیرا این فلز فقط به اشعه وارء بنفش حساس است.
3-اكتی نومتر شیمیایی-املاح نقره در اثر تابش اشعه وراء بنفش احیاء می شود و چون نقره آن آزاد می گردد املاح سیاه رنگ می شود.
اكتی نومتری فوق، اكتی نومتر بوردیه (Bordier) است كه محلول فرو سیانور پتاسیم در نتیجه تابش اشعه وراء بنفش رنگ زرد مایل به آجری پیدا می كند و شدت این رنگ با مقدار اشعه وراء بنفش بستگی دارد. برای این اندازه گیری نوارهای كاغذی را به محلول 20 درصد فرو سیانور دو پتاسیم آغشته می كنند و پس از خشك شدن در معرض تابش اشعه  وراء بنفش قرار میدهند. پس از مقایسه این نوار كاغذی كه رنگین شده است با یك سری نمونه هائیكه قبلاً تهیه و اندازه گیری شده به مقدار تابش اشعه وراء بنفش پی می برند.
خواص فیزیكی و شیمیایی اشعه وراء بنفش
گذشته از خواص مشتركی كه هر اشعه ای دارد و پس از جذب در جسم تبدیل به حرارت میشود اشعه وراء بنفش سه خاصیت مهم دیگر نیز دارد.
1-خاصیت فوتوالكتریك
2-خاصیت فلوئورسانس
3-خاصیت فوتو شیمیایی
1-خاصیت فوتو الكتریك اگر اشعه وراء بنفش به فلزات بتابد از آنها الكترون جدا می كند ولی جدا شدن الكترون در كلیه فلزات به یك اندازه نیست و حساسیت كادمیوم بیش از همه است. مقدار الكترونی كه از فلز جدا می شود متناسب با مقدار انرژی اشعه ایست كه به آن می تابد.
2-خاصیت فلوئورسانس- اگر درمقابل اشعه وراء بنفش اجسامی از قبیل كچ و Colophane و محلول سالیسیلات دو سود و غیره قرار دهند ملاحظه می شود كه هر یك به نسبت جذب اشعه به رنگ های مختلف درخشندگی پیدا می كنند.  امروزه تحقیقات زیادی درباره فلوئور سانس بافت های سالم و بیمار دراثر تابش این اشعه نموده اند كه نتایج مهمی در تشخیص بعضی از بیماریهای پوستی و حتی نسوج سرطانی داشته است. دندانهای سالم در اثر تابش اشعه وراء بنفش (33/0 تا 38/0 مو) رنگ آبی زیبایی پیدا می كند. در صورتیكه دندانهای مرده بدون تغییر رنگ وتاریك باقی می ماند همچنین جلیدیه سالم كه در اثر آب مروارید استحاله نیافته باشد فلوئور سانس آبی ایجاد می كند.
اشعه وراء بنفش به برخی اجسام خاصیت فسفر سانس داده و سبب یونیزاسیون گازها و تخلیه الكتریكی خازنها می شود.(1)
3-خاصیت فوتو شیمیایی – اشعه وراء بنفش باعث فعل و انفعالات شیمیایی می شود و این خاصیت در اشعه با موج كوتاه (3/0 مو) شدید تر است.
منابع طبیعی و مصنوعی اشعه وراء بنفش
 تنها منبع طبیعی اشعه وراء بنفش خورشید است ولی طیف نور خورشید طول موجهای كمتر از 2900 انگستروم ندارد زیرا قبل از رسیدن به زمین در جو صاف می شود و این خود وسیله ای برای حفاظت از خطرات اشعه وراء بنفش می باشد.
همانطور كه گفته شد، مناسب ترین وسهل ترین وسیله تولید اشعه وراء بنفش استفاده از چراغهای بخارجیوه است كه با مصرف كم انرژی الكتریكی مقدار نسبتا زیادی اشعه وراء بنفش تولیدمی كند كه تا وقتی كه چراغ روشن است نورمهتابی از خود پخش می كند كه حاوی مقداری اشعه وراء بنفش است. معمولا این نوع چراغها را داخل نور افكن قرارمی دهند تا اشعه وراء بنفش رادرناحیه مورد درمان متمركز كنند ضمنا قوس الكتریكی بین دو قطعه ذغالی یاجرقه الكتریكی بین دو قطعه فلزی نیز مثل طیف خورشید یك طیف پیوسته است كه شامل اشعه وراء بنفش با طول موج 2700 انگستروم می باشد.
خواص و اثرات بیولوژیك اشعه وراء بنفش (1)
این اشعه در بدن دارای اثرات موضعی و عمومی است. اثر عمومی اشعه در حقیقت نتیجه اثرموضعی آن در پوست است.
اثرات مرئی و موضعی اشعه وراء بنفش دربدن عبارتند از:
اریتم – اریتم یا سرخی پوست كه متعاقب تابش اشعه به بدن ایجاد می شود بستگی به مقدار و طول موج اشعه تابنده دارد و موثرین طول موج در تولید اریتم طول موج 2967 انگستروم است. این دسته اشعه كه از نظر بیولوژی فوق العاده موثر است و حداقل طول موج آن 2800 انگستروم می باشد به اشعه دورنو Dorno معروف است.
شدت سرخی پوست بر حسب مقدار اشعه تابنده متفاوت است، تابش مقداركم اشعه فقط باعث سرخی پوست می شود كه پس از یك دوره نهفته چند ساعته ظاهر می گردد ولی تابش مقدار زیاد آن سبب تاول و ورم پوست شده و اگر مقدار آن خیلی زیاد باشد سوختگی شدید  تولید می كند.
علت اریتم اتسااع رگ های موئین درنتیجه آزاد شدن مواد مشابه هیستامین در اپیدرم است. بدین ترتیب كه تابش اشعه وراء بنفش به بدن و نفوذ آن در طبقات سطحی جلد باعث می شود كه هیسترین موجود درسلولهای پوست تبدیل به هیستامین شود. اثر تسكینی اشعه وراء بنفش دردردهای عصبی نیز نتیجه تاثیر هیستامین است.
تیرگی پوست- متعاقب اریتم تیرگی در پوست ایجاد میشود ولی تیرگی بوسیله اشعه ای كه طور موج آ“ بین 3000 تا 3600 انگسترم است بسیار رایج است
بنابراین طیف نور خورشید كه از حیث اشعه دورنو فقیر است و می تواند تیرگی شدید در پوست ایجاد كند. تكرار تابش اشعه سبب كم شدن حساسیت پوست نسبت به اشعه می گردد بطوری كه برای ایجاد تیرگی باید به تدریج بر مقدار اشعه افزود و از خواص مهم دیگر اشعه وراء بنفش، عوارض قسمت قدامی چشم می باشد.
موارداستعال درمانی اشعه وارء بنفش
یكی از مهمترین اثرات عمومی این اشعه در تبادلات غذایی، بهتر جذب شدن مواد پروتئین، كاهش قند خون و از همه مهمتر تاثیر در تبادلات كلسیم و فسفر است.
افزایش كلیسم و فسفر خون بیماران مبتلا به تتانی و راشیتیسم پس از تابش اشعه وراء بنفش دورنو نشان می دهد كه همراه افزایش كلسیم و فسفر خون مقدار ویتامین D نیز در بدن بالا می رود و بطوریكه ترقی كلیسم و فسفر خون را باید نتیجه تولید ویتامین D دانست.
اشعه وراء بنفش در تعداد گلبولهای قرمز و هموگلوبین خون در دوره سلامتی تغییری نمی دهد ولی در مواقع كم خونی اثر محسوسی در بالابردن مقدار هموگلوبین و عده گلبولهای قرمز خود دارد.
مقاومت عمومی بدن در برابر بیماریهای عفونی پس از درمان با اشعه وراء بنفش زیاد می شود زیرا پوست در ساختن موادیكه موثر در ازدیاد مقاومت هستند،  سهم عمده دارند.
اشعه وراء بنفش در درمان زخم‏های دیر التیام نتیجه مطلوب می دهد و این عمل به علت خاصیت باكتریو استاتیك و افزایش گرردش موضعی خون است.
اشعه وراء بنفش بین طول موجهای 4/0 و 2/0 مو خاصیت میكروب كشی واضحی دارد كه حداكثر آن برای طول موجهای بین 25/0 و 28/0 مو می باشد.از خاصیت میكروب كشی اشعه وراء بنفش در پزشكی زیاد استفاده می كنند و ضد عفونی كردن هوای اطاقهای محروم از نور آفتاب و اطاق عمل و مكانهای سر بسته لامپ مولد اشعه را مدتی روشن می نمایند تا اكسیژن هوا به ازن كه ضد عفونی كننده قوی است تبدیل گردد. در این موارد بیشتر از لامپی كه اشعه با طول مو 25/0 مو  ایجاد می نماید استفاده می شود.
حفاظت در مقابل اشعه وراء بنفش
حفاظت در مقابل اشعه وراء بنفش بسیار آسان است زیرا غالب مواد این اشعه را به آسانی جذب می نمایند مثلا لباس هر قدرهم نازك باشد برای حفظ بدن در مقابل اشعه كافی است.
محافظت چشم قدری مشكل تر است.شیشه های عینك معمولی اشعه كوتاهتر از 3/0 مو را جذب نمی كند ولی امروزه شیشه هایی می سازند كه تمام اشعه وراء بنفش و حتی قسمت كمی از بنفش را جذب می كند. به كار بردن این نوع عینك ها برای كلیه افرادیكه با اشعه وراء بنفش سرو كار دارند اجباری است و باید كارگران جوشكاری و ذوب فلزات و همچنین پزشكان وپرستارانی كه فوترتراپی می كنند و به طور كلی تمام افرادی كه حتی مدت كمی در معرض تابش شدید این اشعه قرار می گیرند در موقع كار از آن استفاده نمایند (2).
2-1) خصوصیات و ویژگی های پرتو IR
این اشعه به منطقه ای از طیف امواج الكترو مغناطیسی اطلاق می شود كه بلافاصله قبل از طیف نور مرئی قرار گرفته و دارای اثر حرارتی می باشد.
منطقه اشعه زیر قرمز بین طول موجهای 8/0 مو كه حد اشعه مرئی است و 343 مو كه جزء امواج هرتز نیز محسوب می شود قرار دارد.
در اشعه زیر قرمز طول موج های كوتاهتر از 5/1 مو از پوست می گذرند و بقیه جذب شده و تولید حرارت می نمایند.
جذب اشعه زیر قرمز
بهتر است كه اشعه زیر قرمز را به دو قسمت تقسیم نمود:
1-شامل اشعه بین 8/0 مو و 4 مو است. می توان این اشعه را توسط انواع صافیها مجزا نمود و مورد مطالعه قرار داد.
2-شامل طول موجهای بلند تر از 4 مو است كه بوسیله اغلب مواد جذب می شوند بخصوص طول موجهای بلندتر از 10 مو بوسیله هوا كاملاً جذب می شود و تحقیق خواص بیولوژیك آن مقدور نیست.

منابع و مراجع
1)    كلیات فیزیك پزشكی و بیوفیزیك، تألیف دكتر ابولفضل رسولی و دكتر غلامحسین رهبری از انتشارات شركت سهامی چهر
2)    فیزیك پزشكی، تألیف دكتر نصرا… دكتر ذبیح ا.. عزیزی، انتشارات شركت سهامی چهر
3-Guidelines for Blood – Material Interaction Report of the National Heart , long , and Blood Institute working Group. Chapters Material surface characterization.
4- Spectroscopic Methods in organic chemistry , DUDLEY H. WILLIAMS JAN FLEMING.
5) اسكپتر وسكوپی (طیف سنجی)، تألیف دكتر باقر عسگر اولادی
6) مبانی طیف سنجی مولكولی، تألیف ك . ن . بنول، ترجمه دكتر مسعود حسن پور و دكتر رضا اسلامپور.
7- Jing Xie , Clyde Riley , MUKESH , Krishan Chittur ; BioMaterials , 3609- 3616 , 23 , 2002