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    관리자                                            2011-04-14 20:38:14
   로다민 형광스펙트럼과 정량

원리(Principles)

보통의 물질들은 흡수하는 빛의 파장과 동일한 파장의 빛을 방출한다. 그러나 형광물질의 경우 흡수한 파장보다 약간 긴 파장에서 방출이 일어난다(즉, 흡수한 에너지보다는 약간 낮은 에너지의 빛을 방출한다). 분자가 빛을 흡수하면 들뜬 상태가 된다. 그리고 들뜬 분자가 주위 분자와 충돌함으로써 에너지를 비 복사 방식으로 잃게 되면, 진동 에너지 준위 사다리를 타고 내려가서 들뜬 전자 상태의 최저 진동 준위에 도달하게 된다. 주위 분자가 받아들이는 에너지는 크지 않기 때문에 들뜬 분자는 바닥 전자 상태로 내려가지 못한다.  따라서 이 분자는 자발적인 방출을 일으킬 때까지 이 들뜬 상태에 머물러 있다가 남은 들뜬 에너지를 복사선으로 방출하게 된다.


 

실험(Experimental procedure)

케이맥(주)의 분광기인 스펙트라아카데미를 이용하여 핑크색 형광펜에 사용되는 로다민 B(Rhodamine B)의 형광스펙트럼을 측정해 본다.

  1.먼저 로다민B용액을 준비한다(로다민 B는 핑크색 형광펜으로부터 알코올로 추출할 수도 있다).
  2.스펙트라아카데미를 이용하여 로다민B의 흡수 스펙트럼을 측정한다. 최대 흡수 파장 및 흡광도를 기록한다.
  3.로다민B의 형광스펙트럼 측정한다. 이를 위해 스펙트라아카데미의 광원 모듈을 제거하고 LED를 설치한다. SCOPE모드에서 스펙트럼(intensity)을 측정하여 최대 흡수 파장과 intensity를 기록한다.

스펙트라아카데미의 운용프로그램인 비주얼스펙트라(VisualSpectr Sr.)에서는 농도에 대한 intensity로  검정곡선을 자동으로 계산(fitting)해 주므로 미지 농도의 시료의 intensity를 측정한 후 입력하면 그 intensity에서의 농도를 계산해 준다.

결과(Results)

  1.로다민B의 흡수 및 형광 스펙트럼 비교
     흡수스펙트럼에서의 최대 흡수 파장 와 형광스펙트럼에서의 최대 흡수 파장 를 비교한다.
  2.형광스펙트럼의 검정 곡선 작성
     형광스펙트럼에서 최대 intensity를 나타내는 파장에서의 intensity를 농도별로 기록하여(혹은 자체 fitting 기능
      사용) 검정곡선을 작성한다.


              [그림 1] 로다민B의 흡광스펙트럼 및 형광스펙트럼


그림 1에서와 같이 로다민B의 최대 흡수 파장은 500nm이며 형광 스펙트럼의 최대 intensity 파장은 550nm이다. 이 결과로부터 로다민B는 흡수한 에너지보다 더 낮은 에너지(장파장)에서 빛을 방출함을 확인할 수 있다. 그리고 농도별  형광스펙트럼(그림 2)을 이용하여 검정 곡선(그림 3)을 아래와 같이 구할 수 있다.


 


[그림 2] 로다민B의 농도 vs 형광스펙트럼

 


[그림 3] 로다민B의 검정 곡선

 


 


 
 

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