Интерферометрические методы анализа

в другую среду, и долей световой энергии, отраженной от поверхности раздела.

При α’ ≥ 40о луч полностью отражается и этот угол называют углом полного внутреннего отражения.

Рефрактометры Аббе или Пульфрика построены на эффекте полного внутреннего отражения света в призме, соприкасающейся одной из своих плоскостей со слоем исследуемой жидкости.

Рефрактометрия позволяет определять показатель преломления вещества.

усиление интенсивности света в зависимости от соотношения фаз световых волн, наблюдаемое при наложении когерентных волн, линейно поляризованных в одной плоскости.

Для монохроматического света при S1S2 = 2l и OM=D (D>>2l):

max - при

min - при

m – целое число, называемое порядком интерференции,
I0 – интенсивность в точке М

Картина в монохроматическом свете

максимум – общий для всех длин волн, далее – ряд окрашенных полос, переходящих в равномерно освещенное поле. Окраска полос обусловлена несовпадением интерференционных максимумов для отдельных цветов.
Интерференционная картина полностью размывается, когда совпадают интерференционные максимумы :

Определение разницы показателей преломления интерферометрическим методом основано на измерении величины сдвига интерференционной картины, вызванного разницей в длине оптических путей двух лучей.

Интерферометрическая картина для полихроматического света

Если на пути одного из интерферирующих лучей поместить прозрачную среду (кювету с жидкостью), то из-за уменьшения скорости распространения света в ней, длина оптического пути возрастет.

с жидкостью), то из-за уменьшения скорости распространения света в ней, длина оптического пути возрастет. :

При замене в кювете среды с показателем преломления n1 на среду с n2 :

где l - длина пути света в кювете; Δn – разница показателей преломления; ΔN – число полос, на которое смещается интерференционная картина;
λ - длина волны используемого света (для белого света λ=580 нм).

Точность метода:
✔ рефрактометр Пульфрика - Δn = ± 2⋅10-5 ⇒ Δ[D] = ± 0,4 ат.%.
✔ интерферометр при l=8 см и подсчете числа полос с точностью ±0,02 полосы - Δ(Δn) = ± 10-7 ⇒ Δ[D] = ± 0,002 ат.%.

Для двух сред с одинаковой толщиной слоя и разными показателями преломления n1 и n2 :

- основное уравнение количественного интерферометрического анализа.

Среда с n2

Среда с n1

= 0,0149 ат.% →16γ

[18О] = 0,21 ат.% →216γ

При проведении изотопного анализа воды денсиметрическими методами следует иметь в виду, что повышенная плотность анализируемой пробы по сравнению со стандартной водой может быть обусловлена измененным изотопным составом водорода, кислорода или обоих элементов сразу.

из них:

Без дополнительных оговорок о возможном изменении изотопного состава анализируемой пробы, по экспериментально измеренной величине изотопный состав водорода и кислорода в пробе невозможно даже оценить, так как близки между собой разницы значений плотностей:

[D] и [18O] меньше 10 ат.% и больше 90 ат.%

Если в пробе обозначить избыток по сравнению с природным составом [D]=x; [18O]=y

В основе метода лежит значительно различающаяся зависимость показателя преломления пробы от ее изотопного состава по кислороду и водороду.

сравнению с природным составом [D]=x; [18O]=y

Денсиметрическим методом определяем (δdt4)ПР

Спектральным методом определяем, например [D]=х

Тогда:

смесь изотопомеров. Содержание самого лёгкого изотопомера в ней значительно превосходит концентрацию всех остальных вместе взятых.
В природных водах в 1 000 000 молекул в среднем содержится 997 284 молекул 1H216O; 311 молекул 1HD16O; 390 молекул 1H217O и около 2005 молекул 1H218O.
Концентрация молекул воды, содержащих тяжёлые изотопы D, 17O, 18O, в природной воде колеблется в пределах, зафиксированных в основных стандартах изотопного состава гидросферы SMOW и SLAP.

океана, которая весьма стабильна по изотопному составу, с содержанием лёгкого изотопомера 1H216O, равным 997,0325 г/кг (99,73 мол. %).
Стандарт SLAP (Standard Light Antarctic Precipitation) соответствует природной воде из Антарктики, в которой доля самого лёгкого изотопомера составляет 997,3179 г/кг (99,76 мол. %).

По международному стандарту SMOW абсолютное содержание дейтерия и кислорода-18 в океанической воде составляет:
D SMOW /1H SMOW=(155,76±0,05)•10-6, или 155,76 ppm
18O SMOW/16O SMOW =(2005,20±0,45)•10-6, или 2005 ppm.
Для стандарта SLAP концентрации в воде составляют:
дейтерия D/H=89•10-6 или 89 ppm,
кислорода-18 18O/16O=1894•10-6 или 1894 ppm.

- Венский стандарт океанской воды, GISP - стандарт воды из Гренландского льда, SLAP - стандарт воды из Антарктического льда, С3, С4 - типы реакций фотосинтеза растений

человека убедительно демонстрируют данные по заболеваемости раком в различных регионах России – они колеблются от 500 до 1600 больных на 100 тыс. населения (данные 1990-1991 гг.).

из которых состоят белки жиры и углеводы, можно уверенно предположить, что эти колебания не могут оставаться незамеченными организмом. Тем более, что по числу атомов в теле человека водород уверенно занимает первое место.

внешними воздействиями, нам необходимо очищать организм от тяжелых изотопов биогенных элементов так же, как мы очищаем его от химических шлаков.

изотопного состава воды (D и 18О), способный также определять концентрацию H2O в водных образцах в жидкой фазе. Picarro L2130-i также способен проводить измерения содержания D и 18О и концентрацию H2O в водяных парах.
Этот тип спектроскопии основан на поглощении энергии ИК-лазера малыми молекулами при характеристичных длинах волн. Хорошо известно, что при давлениях ниже атмосферного газы дают спектры в ближней ИК-области, состоящие из хорошо разрешенных, очень узких полос поглощения.