SECONDA LEZIONE: interazioni della radiazione con la materia e statistica delle misure sperimentali

Documenti analoghi
METODI ANALITICI PER LO STUDIO DEI BENI CULTURALI (6CFU) ANALISI CHIMICHE PER I BENI CULTURALI (3CFU) Nicola Ludwig

S P E T T R O S C O P I A. Dispense di Chimica Fisica per Biotecnologie Dr.ssa Rosa Terracciano

INTERAZIONI DELLE RADIAZIONI CON LA MATERIA

Istituzioni di fisica della materia I Lezione 3. S. Solimeno lezione 3 1

applicazioni di cromatografia gas massa serale 30 ore

LE RADIAZIONI ELETTROMAGNETICHE IN MEDICINA

La Teoria dei Quanti e la Struttura Elettronica degli Atomi. Capitolo 7

Dipartimento di Fisica a.a. 2004/2005 Fisica Medica 2 Laser in medicina 28/2/2004

Analisi degli inchiostri mediante spettrofotometria in riflettanza

SPETTROSCOPIA MOLECOLARE

LE ONDE CLASSE DELLE LAUREE TRIENNALI DELLE PROFESSIONI SANITARIE DELLA RIABILITAZIONE. A. A Fabrizio Le Boffelli onde. P.

SPETTROSCOPIA ATOMICA

Tecniche spettroscopiche applicate allo studio di manufatti artistici

PIANO DI STUDIO DELLA DISCIPLINA

Capitolo 4 Le spettroscopie. 1. Lo spettro elettromagnetico

Proprietà ottiche di nanocristalli

LE ONDE. Le onde Fisica Medica Lauree triennali nelle Professioni Sanitarie. P.Montagna gen-08. pag.1

Introduzione alle tecniche spettroscopiche e all interazione radiazione/materia. Francesco Nobili

vi dipende dalla composizione del mezzo che attraversa

Ottica fisiologica (2): sistemi ottici

Un nuovo spettrometro XRF portatile: prima applicazione a un bronzo dorato del Battistero di Firenze

Università degli Studi di Parma Corso di Laurea in Chimica 1. Luce e Molecole

Spettroscopia Raman. Trasmissione-assorbimento

LA MATERIA MATERIA. COMPOSIZIONE (struttura) Atomi che la compongono

Spettroscopia atomica

Tariffario prove laboratorio mcd

Inquinamento da Campi Elettromagnetici

INTERFEROMETRO (Michelson)

LUCE E OSSERVAZIONE DEL COSMO

STUDIO GEOCHIMICO DEL PARTICOLATO ATMOSFERICO

Il laser in sostituzione della tranciatura meccanica nelle linee ad elevata produttività

Spettrofotometria. Le onde luminose consistono in campi magnetici e campi elettrici oscillanti, fra loro perpendicolari.

Introduzione alle fibre ottiche

Introduzione alla Microscopia Elettronica in Trasmissione. Dr Giuliano Angella. Istituto IENI CNR Unità territoriale di Milano

Recenti Scoperte Scientifiche in Ottica

La diffrazione. Lezioni d'autore

Relatore: Pietro Abbà

Introduzione al telerilevamento

) e assorbanza A = -log T A destra: diverse scelte per la linea di base

Tecniche analitiche più usate per le sostanze organiche

Misura delle proprietà di trasmissione e assorbimento della luce da parte dei materiali mediante spettrofotometro

APPLICAZIONI DI TECNICHE SPETTROSCOPICHE AI BENI CULTURALI: SPETTROSCOPIA RAMAN E L ASSORBIMENTO IR

PROGRAMMA CONSUNTIVO

PIANO di LAVORO A. S. 2013/ 2014

REALIZZATO NUOVO DISPOSITIVO FOTOVOLTAICO TRASPARENTE INTEGRABILE NEGLI EDIFICI

Dalla radiazione elettromagnetica alle celle fotovoltaiche TECHNOTOU R

ESERCIZI LUMINESCENZA

INDAGINI SPETTROGRAFICHE ANTIFALSIFICAZIONI. Spettrografia all infrarosso

Lo spettro IR. Lo spettro IR è un grafico in cui vengono riportate: -Nell Nell asse delle ascisse

L analisi della luce degli astri: fotometria e spettrometria

Caratterizzazione del particolato organico e inorganico allo scarico del reattore ISOTHERM PWR

TECNICHE SPETTROSCOPICHE PER I BENI CULTURALI: SPETTROMETRIA DI FLUORESCENZA X

FISICA PER I BENI CULTURALI

Ambiente. Consulenza Globale. Sicurezza

ANALISI STRUTTURALI. Il campionamento

SPETTROSCOPIA INFRAROSSA

LA TERMOGRAFIA SPETTRO ONDE ELETTROMAGNETICHE

Tabella periodica degli elementi

1 Caratteristiche dei materiali utilizzati in ottica oftalmica di Alessandro Farini 1.1 Caratteristiche ottiche dei materiali oftalmici

Scienze integrate (Biologia con elem.di biologia marina) Prof.ssa Rosa Domestico Lavoro degli alunni della classe IIG a.s.

Tutte le tecniche spettroscopiche si basano sulla interazione tra radiazione elettromagnetica e materia.

Volume titolante (VT, ml) E(V), Volt 0,55 0,366 1,05 0,354 1,60 0,342 2,00 0,339 2,55 0,335 3,00 0,33 3,40 0,327

Diffrazione da reticolo: un CD come Spettroscopio

ENERGIA DA BIOMASSA. sistemi di combustione e problematiche connesse Bologna 11 novembre Ing. Francesco Gallucci. Ing.

Spettroscopia rotazionale

Dipartimento Scientifico-Tecnologico

NOTE TECNICHE DI LABORATORIO

Radiazione atmosferica

FE SEM LEO 1525 ZEISS. A. Di Michele

I fotoni sono le particelle di luce che possiedono un energia E che dipende dalla frequenza ν in base alla relazione di Plank: E = hν

Fa r e c h i m i c a c o n l a lu c e: l a s p e t t r o s c o p i a 1

ASSORBIMENTO ATMOSFERICO

GESTLabs Laboratorio Materiali & Servizi per l Industria

Corso di Visione Artificiale. Radiometria. Samuel Rota Bulò

Trasmissione del calore: Irraggiamento - II parte

Sorgenti di radiazione luminosa

Il Microscopio. Il microscopio, dal greco micron (piccolo) e. skopein (guardare), è uno strumento che. permette di ottenere un immagine ingrandita

Caratterizzazione comparativa dei contenitori per latte fresco

Studiare le cellule:

Casi pratici di calcolo dei DPI. Vincenzo Salamone A.O.U. Policlinico-V. Emanuele Catania

TEORIA QUANTISTICA E STRUTTURA ATOMICA

LE METODICHE PER L INDIVIDUAZIONE DELL AMIANTO NEI MATERIALI MASSIVI E NELL AERODISPERSO

o i Π = Π La forma generale è: n1/o + nu/i = n1/f1 = nu/f2 dove nu = indice di rifrazione dell ultimo mezzo Pertanto f1/f2 = n1/nu 1

Sviluppo di una tecnica di estrapolazione dell emissività spettrale a partire dai dati misurati con sfera integratrice al medio infrarosso

Spettri molecolari. L assorbimento molecolare è più complesso dell assorbimento atomico perché in una molecola bisogna considerare:

Struttura Elettronica degli Atomi

Teoria dell immagine

Le Aziende del Distretto Green & High Tech presentano i loro progetti. Valorizzare le sinergie della rete per creare valore aggiunto.

XRF SEM Micro-Raman. Fluorescenza a raggi X (XRF) S4 Pioneer - Bruker. Analisi elementale qualitativa e quantitativa

Report Analisi Termografica

LE RADIAZIONI. E = h. in cui è la frequenza ed h una costante, detta costante di Plank.

LA NATURA ELETTROMAGNETICA DELLA LUCE

Università degli studi di Brescia Facoltà di Ingegneria Corso di Topografia A Nuovo Ordinamento. La misura della distanza

Spettrometria. Introduzione.

Le barriere a lama d acqua. Fabio Alaimo Ponziani. Alberto Tinaburri

Programmazione di CHIMICA ANALITICA E STRUMENTALE. Classe: 4 a A CHIMICI

OTTICA TORNA ALL'INDICE

Valutazione mediante calcoli

Spettrofotometria infrarossa

PROTEZIONE DELLA VISTA E DEL CAPO

Transcript:

SECONDA LEZIONE: interazioni della radiazione con la materia e statistica delle misure sperimentali

RADIAZIONI E MATERIA lunghezza d onda λ (m) 10-11 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 10 10 2 10 3 1 Å 1 nm 1 μm 1 mm 1 MeV 1 kev 1 ev energia Regioni spettrali RAGGI γ RAGGI X INFRAROSSO eccitazione nucleare e atomica Processi fisici coinvolti transizioni elettroni interni ULTRA- VIOLETTO transizioni elettroni esterni VISIBILE vibrazioni molecolari (bending, stretching) MICRO- ONDE rotazioni molecolari risonanza spinelettrone ONDE RADIO risonanza magnetica nucleare

INTERAZIONE TRA LUCE E OGGETTI EMISSIONE RIFLESSIONE Radiazione che ha interagito selettivamente con l oggetto: porta informazione sul colore Sorgente luminosa Riflessione diffusa (o lambertiana) Riflessione speculare (brillantezza) Radiazione che non ha interagito con l oggetto: porta informazione sull illuminante

PROCESSI DI INTERAZIONE TRA RADIAZIONE E MATERIA radiazione incidente radiazione riflessa diffusa radiazione riflessa speculare incidenza e riflessione radiazione assorbita rifrazione, diffusione e assorbimento radiazione trasmessa trasmissione

INTERAZIONE RADIAZIONE-MATERIA Oggetto o campione x (spessore) I 0 fenomeni di interazione I energia entrante energia assorbita energia uscente I Legge di assorbimento = I e 0 αx α = coefficiente di assorbimento α = 1 x ln I I 0

ANALISI ELEMENTARI rivelano i tipi di atomi (elementi chimici) presenti nel materiale: Analisi distruttive del campione (AAS, AES, ICP- OES, ICP-MS) Analisi micro-distruttive del campione (LA-ICP- MS, LIP e LIBS) Analisi non distruttive del campione (XRF, PIXE, PIGE, SEM-EDX e TEM)

INTERAZIONE PARTICELLA-MATERIA A LIVELLO MICROSCOPICO (l atomo) Nucleo atomico (protoni e neutroni) ORBITALI INTERNI ORBITALI ESTERNI

ANALISI MOLECOLARI: - Spettroscopia molecolare: Spettroscopia infrarossa (FTIR) Spettroscopia Raman e FT-Raman - Metodi di separazione cromatografie Gascromatografia (GC) e Cr. Liquida (HPLC) Spettrometria di massa (MS) Analisi termiche (TGA, DTA, DSC) Tecniche combinate GC-MS, GC-FTIR

LO SPETTRO ELETTROMAGNETICO 10 19 10 18 10 17 10 16 10 15 10 14 10 13 10 12 10 11 10 10 10 9 10 8 10 7 10 6 10 5 frequenza ν (Hz) numero d onda (cm -1 ) 1000 100 10 λ 10-11 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 10 10 2 10 3 lunghezza d onda λ (m) 1 Å 1 nm 1 μm 1 mm regioni RAGGI γ RAGGI X UV INFRAROSSO MICRO- ONDE ONDE RADIO lunghe medie corte E-VHF estremo lontano medio vicino VISIBILE vicino lontano IR estremo IR lontano IR medio IR vicino 15 μm 6 μm 3 μm 750 nm 600 aranci 500 verdi 450 380 nm rossi gialli blu violetti

ANALISI STRUTTURALI: diffrazione di raggi X (XRD) microscopia ottica; microscopia elettronica (TEM e SEM) CARATTERIZZAZIONE OTTICA Spettroscopia UV-Visibile-NIR Colorimetria Fluorescenza UV Infrarosso Falso Colore (IR-FC) S. Volpin, L. Apollonia, Le analisi di laboratorio applicate ai beni artistici policromi, Il prato, Padova 1999, pp. 5-61.

cos è uno spettro: CPS 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 Conteggi Per Secondo Ag (scattering) 600 400 200 Fe Zn Pb Sr Zr 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Energy (KeV) XRF su un vetro scala ascisse (asse x) e e ordinate (asse y) u.d.m. sensibilità-risoluzione,...

Spettro di riflettanza RIFLETTANZA 400 450 500 550 600 650 700 Lunghezza d onda (nanometri)

LA MISURA E IL DATO SPERIMENTALE

La misura incertezza sulla misura -errorisistematici (eliminabili, ad es. di taratura dello strumento,...) -erroricasuali (NON eliminabili) I numeri: cifre decimali e cifre significative (sensibilità dello strumento) L=5,45m +0,54 4,91<L< 5,99 sensibilità=0,01m ha tre cifre significative Caratteristiche della strumentazione: - SENSIBILITÀ: minima grandezza rilevabile - risoluzione: capacità di distinguere - INTERVALLO operativo (range) - PORTATA: massima quantità rilevabile (problemi di saturazione,...) - LIMITI di applicazione (profondità di penetrazione, applicabilità in aria ecc) Misura qualitativa e quantitativa: Qualitativo: identificazione degli elementi caratteristici presenti Quantitativo: misura della coincentrazione relativa dei vari composti trovati.

Misure accurate Misure ripetibili Misure ripetibili Misure accurate PRECISIONE Misure ripetibili hanno una bassa incertezza cioè i dati si discostano poco da un valor medio Misure accurate hanno un buon grado di approssimazione al valor vero Valor medio Valor vero

statistica N dati: x 1, x 2, x 3 x n Media: x = x 1 + + x2 N... x n Media pesata: x = x 1 f 1 + x f + 1 2 f 2 +... x f +... f 2 n n f n Deviazione standard: quanto mediamente un dato differisce dal valor medio, è un buon indice dell errore di una misura realizzata attraverso più misure sperimentali. Valore di una misura sperimentale dedotta da N misure : x ± σ x

Come si distribuiscono dei dati con un errore casuale? distribuzione gaussiana 12 Frequenza del dato 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Valore del dato

Statistica Distribuzione Gaussiana Valor medio Deviazione standard

Il risultato di una misura fornisce i seguenti valori x M =3,5 σ=5,0 È affidabile? --------------------------------------------------------------- Il valor medio di due misure 2,0 e 5,1 è x M = 3,55 Ma la a misura media vale 3,5!