Literatur: Physikalische Chemie, Atkins, Oxford, 2010 Gerthsen Physik, Vogel, Springer, 1999

1. Physikalische Chemie für Fortgeschrittene- Laser in der Chemie -(SS 2013)PD Dr. Knut Asmisknut.asmis@uni-leipzig.de Literatur: Physikalische Chemie, Atkins, Oxford, 2010 Gerthsen Physik, Vogel, Springer, 1999 Lasers in Chemistry, Ed. Lackner, Wiley-VCH 2008 Biophysical Chemistry, Alan Cooper, RSC Publishing 2011

2. Zusammenfassung 21.5.2013 • Laser (Fortsetzung) • - Einstein-Koeffizienten • Kohärenz • Laserspektroskopie • - Definition • Elektromagnetisches Spektrum • Molekulare Antennen • Absorptionsspektroskopie • Lambert-Beersches Gesetz

3. Übersicht 28.5.2013 • Absorptionsspektroskopie (Fortsetzung) • Detektionslimit (klassicher Aufbau) • Diodenlaser-Absorptionsspektroskopie (TDLAS) • Beispiele TDLAS • Cavity Ring-Down Spektroskopie (CRDS) • Wirkungsspektroskopie • Verhalten elektronisch-angeregter Zustände • radiative und nicht-radiative Prozesse • Laserindzuzierte Fluoreszenz (LIF) • Beispiele LIF

4. Direkte Absorptionsmessung Detektionslimit: Emin ≥ 10-3 a) Lichtquelle: UV/VIS Lampe, Globar (IR) b) Laser (z.B. Farbstofflaser) http://www.uni-bielefeld.de/chemie/lehre/basispc/media/Spektrometer/ http://www.techniklexikon.net/d/absorptionsspektroskopie/absorptionsspektroskopie.htm

5. Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS) Detektionslimit: Emin ≥ 10-5 J. Hodgkinson, R.P. Tatam, Meas. Sci. Technol. 24 012004(2013).

6. Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS) typischer TDLAS –Aufbau zur kontaktlosen Verbrennungsdiagnostik (http://www.metrolaserinc.com/tdlas.htm)

7. Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS) Detektionsgrenzen für atmosphärische Spezies (Lasers in Chemistry, S.257)

8. Wavelength Modulation Spectroscopy

9. Selektive nicht-katalytische Reduktion (SNCR)

10. http://ubm.opus.hbz-nrw.de/volltexte/2010/2415/pdf/doc.pdf

12. Cavity Ring-Down Spektroskopie (CRDS) Die Abbildung zeigt einen experimentellen Aufbau zur Implementierung der CRDS, um Konzentrationen von Radikalen (hier: HCO) in Gegenstrom-Diffusionsflammen zu bestimmen. http://rag.web.psi.ch/htdz/SFB_CRDS/CRD.htm

13. First CRDS absorption experiment Rotationsaufgelöster spin-verbotener Übergang im molekularen Sauerstoff in Luft! Rev. Sci. Instrum. 59, 2544 (1988)

14. Verhalten elektronisch-angeregter Zustände • radiative und nicht-radiative Prozesse • Absorption (Information über S1) • Fluoreszenz (Information über S0) • rot-verschobene Fluoreszenz aus Atkins

15. Verhalten elektronisch-angeregter Zustände Jablonski-Diagramm für Naphthalin • Fluoreszenz (~ns) vs. Phosporeszenz (>ms) Lebensdauer (Spin-Verbot, Spin-Bahn-Kopplung) • isoenergetischeProzese: interne Konversion (~ns-~ms) und Spinumkehr (ISC) • nicht isoenergetische Prozesse: Quenching aus Atkins

16. Frank-Condon Prinzip Edward Condon 1902-1974 amerikanischer Physiker James Franck 1882-1964 deutsch-amerikanischer Physiker Nobelpreis für Physik 1925 (Franck-Hertz Versuch) Quelle: http://de.wikipedia.org

17. Verbrennungsgdiagnostik I Photoelektronenvervielfacher CCD Sensor (charge-coupleddevice) unverbranntes CH4+Luft (schwarz) C. Schulz in Z. Phys. Chem. 219 (2005) 509-54.

18. Verbrennungsgdiagnostik II

19. LIF-Thermometer (NO) NO (T ~ 300 K) NO (T ~ 2000 K) http://www.princeton.edu/cefrc/Files/2011%20Lecture%20Notes/Alden/Lecture-5-LIF.pdf

20. LIF-Thermometer (Metallatome) http://www.princeton.edu/cefrc/Files/2011%20Lecture%20Notes/Alden/Lecture-5-LIF.pdf

21. LIF-Thermometer (Metallatome) http://www.princeton.edu/cefrc/Files/2011%20Lecture%20Notes/Alden/Lecture-5-LIF.pdf

22. LIF: Molekulare Reaktionsdynamik LIF einzelner Fluorescein Moleküle in Lösung an einem Gitter gestreute LIF von I2 Dampf

23. LIF: Molekulare Reaktionsdynamik Ba + HX  BaX + H interne Energieverteilung der Reaktionsprodukte

24. Ende 21.5.13