Quais são os componentes básicos de um instrumento para medidas de fotoluminescência? Descreva a função de cada componente. Por que o detector fica a 90° da fonte de radiação em instrumentos para medidas de luminescência?
Passo 1
Beleza, o enunciado pergunta sobre os componentes básicos de um aparelho de fotoluminescência e por que o detector fica a 90° da fonte. Isso é instrumento de espectroscopia (conteúdo: instrumentação óptica e teoria de luminescência). Vamos precisar entender:
- Qual a função de cada parte (fonte, monocromadores, detector, etc.)
- Noções de espalhamento de luz e geometria de medição
Passo 2
Listando os componentes básicos de um sistema de fotoluminescência:
- Fonte de radiação (lampada de deutério, xenônio ou laser)
- Monocromador de excitação
- Compartimento de amostra
- Monocromador de emissão
- Detector (normalmente fotomultiplicadora, PMT)
- Sistema eletrônico de leitura/processamento
Passo 3
Função de cada componente
- Fonte de radiação
- Gera luz num intervalo amplo ou específico. Ex.: lampada de xenônio produz radiação ultravioleta-visível. Se for laser, já sai num comprimento só.
- Serve pra “excitar” as moléculas da amostra, fazendo elétrons subirem de nível energético.
- Monocromador de excitação
- É um conjunto de fendas e redes/difração ou prisma que seleciona um comprimento de onda
específico. - A gente escolhe
porque cada substância absorve luz em um certo pico de absorção.
- É um conjunto de fendas e redes/difração ou prisma que seleciona um comprimento de onda
- Compartimento de amostra
- É onde a amostra líquida ou sólida fica exposta à luz excitadora.
- Geralmente tem cubeta de quartzo (para UV) ou vidro (para visível).
- Monocromador de emissão
- Depois que a amostra emite fotoluminescência, esse monocromador seleciona o comprimento de onda
que a gente quer medir. - Isso ajuda a separar o sinal de fundo e de espalhamento elástico.
- Depois que a amostra emite fotoluminescência, esse monocromador seleciona o comprimento de onda
- Detector (PMT)
- Transforma fótons em elétrons, amplifica o sinal e manda pra eletrônica.
- É super sensível e rápido, ideal pra medir intensidade muito baixa de luz emitida.
- Sistema eletrônico de leitura
- Inclui pré-amplificador, conversor analógico-digital (ADC) e software.
- Registra intensidade x comprimento de onda e mostra espectro.
Passo 4
Por que detector a 90° da fonte?
- Quando a luz excitadora atravessa a amostra, parte dela é espalhada (espalhamento de Rayleigh e Raman).
- Se você colocar o detector na mesma direção da fonte, vai medir um monte de luz espalhada junto com a luminescência.
- A 90° você minimiza o sinal de espalhamento — o detector “vê” quase só a luz emitida pela amostra, não a que passou direto ou foi desviada.
Resposta
Componentes básicos:
- Fonte de radiação
- Monocromador de excitação
- Compartimento de amostra
- Monocromador de emissão
- Detector (PMT)
- Eletrônica de aquisição
O detector fica a 90° para reduzir drasticamente o espalhamento da luz excitadora e captar só a luminescência emitida pela amostra.